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Onde gravitazionali. Fulvio Ricci: siamo solo all’inizio

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Le onde gravitazionali esistono. E ora cosa cambia? Quali saranno i futuri traguardi? Lo abbiamo chiesto a Fulvio Ricci, Professore dell’Università di Roma La Sapienza e coordinatore della collaborazione Virgo

L’11 febbraio del 2016 sarà una data storica: è arrivata la conferma dell’esistenza delle onde gravitazionali, ipotizzate già da Albert Einstein nel 1916. La conferma, però, è solo un punto di partenza, è l’inizio di una nuova fisica, il principio dello studio del mondo con altro occhi.

La scoperta dell’esistenza e dell’osservazione delle onde gravitazionali è un’impresa scientifica in cui l’Italia ha ricoperto da sempre un ruolo importante a livello mondiale. L’Istituto nazionale di fisica nucleare ha intrapreso questo importante viaggio per la scienza nei primi anni ’70 del Novecento con l’utilizzo delle antenne risonanti e dagli anni ’90, con l’interferometro Virgo, che oggi è uno dei tre strumenti più avanzati al mondo per la ricerca di onde gravitazionali, ha rafforzato il suo impegno.

Per comprendere meglio cosa significhi questa scoperta, quali possano essere i segni tangibili dell’esistenza delle onde gravitazioni e quali i traguardi futuri, abbiamo intervistato Fulvio Ricci, professore dell’Università di Roma La Sapienza, coordinatore della collaborazione Virgo.

Fulvio Ricci

Ci racconta che cos’è Virgo?

Virgo è un interferometro molto particolare, molto lungo sono due bracci che formano una L di 3 chilometri di lunghezza l’uno, sono dei bracci da cui viene estratta l’aria per far viaggiare la luce indisturbata. Quello che accade è che se l’onda gravitazionale arriva, il percorso che la luce compie all’interno di un braccio dell’interferometro cambia rispetto a quello dell’altro bracco, quindi il tempo che la luce impiega per compiere i tre chilometri in un braccio è diverso da quello che la luce compie per percorrere l’altro braccio. Poiché questo è un sistema che è sensibile a il tempo di percorrenza della luce, non appena c’è questo leggero cambiamento nel quello che noi chiamiamo in gergo il cammino-otticum, ovvero il tempo di percorrenza della luce da una parte e dall’altra, ecco che noi abbiamo il segnale gravitazionale.

L’esistenza delle onde gravitazionali come cambia il mondo della Fisica?

Finalmente siamo riusciti a misurare direttamente questi nuovi segnali. Nuovi nel senso che sono nuovi dal punto di vista dell’osservazione sperimentale, la loro previsione è datata 1916, anno della pubblicazione di un articolo di Albert Einsten in cui veniva descritta la possibilità di questa esistenza delle onde gravitazionali, anche se lui stesso non credeva che fosse possibile vederle. Quindi noi confermiamo non solo l’esistenza, ma anche la capacità di osservarle. Questo però è solo un inizio, perchè questo significa che noi abbiamo in mano un nuovo messaggero: le onde sono un messaggero carico di informazioni, che ci dice cosa accade fuori di noi, anche lontanissimo da noi, nel lontano universo.
Ci da delle informazioni che sono del tutto nuove, perchè noi questo universo lo conosciamo solo attraverso la radiazione elettromagnetica, le onde radio, le infrarosse, le luminose. Questo è uno strumento completamente nuovo, come qualcuno ama dire questo è uno strumento simile all’ecografo. Avremo la possibilità di fare l’ecografia all’universo e quindi anche di vedere l’invisibile, sostanzialmente.

Quali saranno i prossimi traguardi?

Adesso, innanzitutto, dobbiamo completare l’osservatorio nel suo complesso. Questo avverrà nei prossimi mesi, quando metteremo in funzione Virgo, che la fondamentale funzione di trovare una localizzazione dell’evento più precisa. Al momento, infatti, il segnale è stato rilevato con due interferometri e questo consente una localizzazione dell’evento sulla posizione del cielo molto vaga (si tratta di una striscia lunghissima di quasi 600gradi quadrati): capire da dove è arrivato l’evento è molto difficile. L’arrivo di Virgo, invece, consente una localizzazione migliore. Se invece di tre rilevatori, ne avessimo 5, uno dovrebbe essere in costruzione in Giappone e l’altro in India, sarebbe molto meglio perchè ci sarebbe la copertura di tutto il cielo. Il primo passo da fare ora, dunque, è localizzare l’evento.

Al momento, abbiamo rivelato il primo evento quando ne avremo altri anche associati a sistemi di natura diversa come ad esempio sono le stelle di neutroni, avremo la possibilità di fare una fisica tutta diversa, perchè i neutroni hanno una materia dentro con un livello di densità enorme, pensiamo ad esempio alla massa del Sole compressa all’interno del grande raccordo anulare di Roma. Una densità enorme, in condizioni quindi estreme: e le onde gravitazionali sondano lo stato della materia. Rivelare anche i segnali dei neutroni aprirà un nuovo capitolo della fisica fondamentale: lo studio della materia in condizioni estreme, oltre allo studio dell’astronomia.

Dobbiamo aspettarci dei segni tangibili di questa nuova scoperta? Ad esempio, nei viaggi spaziali?

Io non credo che questo sia un esempio che possa essere suffragato da un qualche immediato riscontro. Il viaggio su Marte avverrà, se e quando avverrà, con metodi tradizionali e le onde gravitazionali non avranno alcun contributo. Poiché l’interazione delle onde gravitazionali con la materia è molto debole, pensare che con un’onda gravitazionale si possano trasmettere dei segnali o si possa costruire un ponte per bucare lo spazio-tempo è cosa da fantascienza.
Quello che ci può fornire questa scoperta sono le informazioni sullo stato delle cose anche molto lontane da noi. Si tratta di occhio che si apre sull’universo.

Professore, possiamo dire che questa scoperta ci conferma qualcosa che è più filosofico che fisico, ovvero che il tempo è relativo?

Questo noi lo sapevamo già, sapevamo già che lo spazio non è assoluto e che il tempo è relativo. Questa è una conferma di qualcosa di più importante: anche nel caso della gravità si verifica il principio di causa-effetto. Non esista una propagazione dell’informazione istantanea: se qualcosa accade noi lo sapremo sempre con un ritardo che è quello della propagazione di questa informazione nella velocità della luce.

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