Einstein aveva ragione: la scoperta delle onde gravitazionali

Einstein aveva ragione: la scoperta delle onde gravitazionali

Dopo decenni di duro lavoro da parte degli scienziati, la geniale intuizione di Einstein è diventata realtà.

Il grandissimo fisico aveva infatti predetto che, in alcune condizioni, si potevano formare delle increspature nello spazio-tempo, un po’ come le onde del mare, le quali viaggerebbero alla velocità della luce. Del resto, data la grande simmetria tra elettricità e magnetismo, e dal momento che cariche oscillanti generano onde elettromagnetiche, perchè anche masse elevate non dovrebbero generare onde gravitazionali?

Questa mia ultima frase è chiaramente una ipotesi azzardata, ma proprio partendo da ipotesi come queste si scoprì che i fenomeni elettrici e magnetici erano due facce della stessa medaglia e, recentemente, che esistono le onde gravitazionali.

Le onde gravitazionali sono state rilevate da due esperimenti, LIGO e VIRGO.

Einstein aveva ragione: la scoperta delle onde gravitazionali

Schema di funzionamento del rivelatore LIGO.

LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) è un rilevatore di onde gravitazionali basato sull’interferometria, una tecnica che permette di misurare segnali estremamente deboli, ed è formato da tre rilevatori separati da circa 3.000 km di distanza. Due rilevatori si trovano vicino a Washington, il terzo in Louisiana. In sostanza, un raggio laser di 200 W viene sparato lungo i due bracci disposti a L, entrambi di lunghezza assolutamente identica, grazie all’aiuto di un beam splitter. I due raggi vengono tenuti fuori fase in modo che, in assenza di onde gravitazionali, la somma delle due onde luminose faccia zero e quindi non arrivi niente al fotodiodo. Tuttavia, al passaggio di un’onda gravitazionale, uno o entrambi i bracci avranno una lunghezza leggermente diversa a causa della distorsione dello spazio dovuta all’onda, e quindi la differenza di fase dei due raggi luminosi sarà tale che la somma non farà più zero e pertanto una minima quantità di luce raggiungerà il fotodiodo.

Einstein aveva ragione: la scoperta delle onde gravitazionali

Le onde gravitazionali osservate sono state emesse da un sistema binario di buchi neri che si sono scontrati circa 1,3 miliardi di anni fa.

Questo piccolo, debolissimo segnale, nome in codice GW150914, è stato finalmente osservato il 14 settembre 2015 e, dopo mesi di analisi dei dati, l’11 febbraio è stata ufficializzata la prima osservazione di un’onda gravitazionale. La sorgente di tale increspatura dello spazio tempo è uno scontro tra due buchi neri avvenuto circa 1,3 miliardi di anni fa, il primo a essere stato osservato, e quindi i risultati di LIGO hanno portato ad una duplice scoperta.

Dove ci porterà questa scoperta? Per prima cosa, è una ulteriore conferma della teoria della relatività di Einstein, e in secondo luogo potrebbe essere un nuovo tassello del grandissimo puzzle che i fisici stanno cercando di comporre in questi ultimi decenni: una teoria fisica che possa unificare tutte le forze conosciute, la “teoria del tutto”.

Ma pensate anche agli incredibili progressi tecnologici che sono stati necessari per rivelare uno scostamento minore del diametro di un protone, tutte tecnologie che tra qualche decennio potrebbero entrare nella nostra vita quotidiana sotto qualche forma.

Inoltre, come qualcuno ha fatto notare sul web, questa scoperta cade a 100 anni di distanza dalla pubblicazione della teoria della relatività. Che dire quindi? Buon compleanno Relatività!

Einstein aveva ragione: la scoperta delle onde gravitazionali

Cortesia INFN.

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