Fonte: http://home.infn.it/images/materiale_istituzionale/poster/SCOPERTA_GW.pdf

Frontiere della scienza

Verità sulle onde gravitazionali
di Riccardo Liberati

Il mondo scientifico di questi ultimi giorni è stato scosso da una notizia entusiasmante: una collaborazione tra aziende di ricerca statunitensi ed europee tra cui il prestigioso INFN italiano (Istituto nazionale di fisica nucleare) ha scoperto l’esistenza delle onde gravitazionali.
La notizia ha prodotto una infestazione di stupidaggini sulla maggior parte delle testate giornalistiche di tutto il mondo ed in particolare di quelle italiane.
Si è iniziato a parlare di altri universi, di viaggi nel tempo, di trasferimenti istantanei in luoghi lontani, passando dai buchi neri ed altre idiozie simili.
Che cosa è stato scoperto effettivamente nei laboratori di ricerca? Alle 11:50, ora europea, del 14 settembre 2015, gli apparecchi dedicati all’osservazione hanno rivelato una vibrazione.
Successivi calcoli statistici hanno confermato che questa vibrazione era anomala e poteva essere dovuta esclusivamente all’impatto di una serie di onde gravitazionali.
Ma che cosa sono queste onde?
Facciamo un passo indietro. Circa cento anni fa Einstein pubblicò la sua teoria della relatività ristretta, cioè la legge matematica che descrive come due sistemi di riferimento inerziali si comportano uno rispetto all’altro.
Per intenderci, due sistemi di riferimento inerziali possono essere, quello della mia stanza e la cabina di un treno che si muove con velocità costante.
Le leggi della fisica sono uguali in tutti e due i riferimenti e la velocità della luce è uguale in tutti e due.
Ora Einstein iniziò a pensare di scrivere delle equazioni che descrivessero la relazione tra due sistemi di riferimento in cui uno fosse accelerato rispetto all’altro ed ebbe una intuizione.
Se noi fossimo in un ascensore sospeso nello spazio a distanza grandissima da qualsiasi pianeta o stella, la dove non c’è la gravità, fluttueremmo al suo interno.
Ma se improvvisamente l’ascensore iniziasse ad accelerare, noi istantaneamente ci ritroveremmo attaccati al pavimento come se ci fosse la gravità.
Questo semplice esperimento mentale servì ad Einstein ad equiparare la gravità ad un sistema di riferimento accelerato. Cioè noi qui sulla terra è come se ci trovassimo dentro un ascensore che sta accelerando e questo capita in tutti i posti dove c’è una massa.
Le equazioni molto complicate che ne vengono fuori descrivono un ‘campo’, il campo gravitazionale appunto e così come il campo elettromagnetico prevede l’esistenza delle onde elettromagnetiche, quello di gravità prevede anche lui che vi possa essere propagazione di onde.
Il fatto è che queste onde sono debolissime e per giunta la loro energia varia con l’inverso della quinta potenza della distanza, per cui rivelarle è molto difficile.
Ma qui è arrivata in aiuto, un’altra conseguenza della teoria gravitazionale di Einstein, la cosiddetta Relatività generale: le equazioni che la descrivono prevedono l’esistenza di oggetti talmente pesanti e densi che neanche la luce può uscire da essi.
Sono i cosiddetti buchi neri, oggetti tanto massicci quanto misteriosi.
Fino ad ora la loro esistenza era stata soltanto ipotizzata ed inferita da osservazioni indirette.
Ma un miliardo di anni fa, due buchi neri molto più grandi del sole, si sono attratti e alla fine si sono uniti. La catastrofe cosmica che ne è scaturita ha prodotto delle oscillazioni nel tessuto dello spazio – tempo, le onde gravitazionali appunto, che il 14 settembre sono arrivate fino a noi e non ostante la grande distanza, ‘ascoltate’.
Questa è la prova che esistono sia i buchi neri che le onde gravitazionali e la scoperta più sensazionale è che prima che ciò avvenisse, i fisici teorici, avevano simulato con i computer un evento di tale genere.
La simulazione diceva che una volta uniti i buchi neri, prima di fermarsi avrebbero oscillato per qualche secondo.
Le onde rivelate il 14 settembre lo hanno confermato pienamente e l’osservazione sperimentale combacia perfettamente con le previsioni teoriche.
Il vero successo della scoperta, al di là dell’esistenza di queste onde e dei buchi neri è che come aveva scoperto Galileo Galilei, ben prima di Einstein, l’universo segue le leggi della matematica.
Perché questo avvenga è un mistero.
Forse chi ha creato tutto questo gioco, voleva che noi, parte del gioco, ne capissimo le regole, ma capissimo anche e soprattutto che qualcuno le ha scritte ben prima che noi fossimo in grado di capirle.

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