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Una rivoluzionaria visione
del cosmo

· ​Dopo le scoperte degli scienziati vincitori del Nobel per la fisica ·

Sembra che l’universo stesso abbia voluto inchinarsi e rendere omaggio ai tre scienziati americani insigniti del premio Nobel per la fisica 2017: pochi giorni dopo l’assegnazione del prestigioso riconoscimento, gli astronomi annunciavano l’osservazione contemporanea di onde gravitazionali e di radiazione elettromagnetica emesse da due stelle di neutroni coalescenti in una fantastica esplosione ampiamente pubblicizzata dai media nei giorni scorsi. 

Immagine computerizzata di onde gravitazionali

Il Nobel era stato assegnato lo scorso 3 ottobre a Rainer Weiss, Barry C. Barish and Kip S. Thorne, in rappresentanza della grande collaborazione internazionale Ligo (Laser Interferometry Gravitational Observatory), che, dopo decenni di tentativi, era riuscita per la prima volta a rivelare le onde gravitazionali. Il fenomeno era stato previsto da Albert Einstein come logica conseguenza della sua teoria della gravitazione, nota come relatività generale, ma la debolezza di queste minime increspature dello spazio-tempo le aveva finora rese impercettibili e solo la perseveranza dei fisici nella ricerca di soluzioni tecnologiche sempre più raffinate aveva finalmente reso possibile la ricezione inequivocabile di questi flebili segnali cosmici.
Il risultato aveva suscitato grande entusiasmo non solo tra gli scienziati, ma anche nel grande pubblico, sempre affascinato dai fenomeni cosmici e da una teoria dalle conseguenze così lontane dal sentire comune.
L’assegnazione del premio Nobel ai rappresentanti della collaborazione internazionale Ligo era quindi attesa e direi quasi scontata. Ciò che invece non era per nulla prevedibile era che, proprio in concomitanza con il premio, gli strumenti della collaborazione — ai quali questa volta si è aggiunto l’interferometro italiano Virgo — rivelassero una nuova emissione di onde gravitazionali e, contemporaneamente, gli osservatori spaziali di raggi gamma (il satellite Fermi della Nasa e Integral dell’Agenzia spaziale europea) misurassero un improvviso e violento lampo di luce gamma, simile a quello che accompagna le esplosioni nucleari.
Era subito evidente che si trattava di segnali emessi dalla stessa catastrofe cosmica: due stelle di neutroni che spiraleggiando sempre più vicine l’una all’altra si fondono in una sola dando origine al fenomeno, finora previsto solo teoricamente, chiamato “kilo-nova”. L’enorme vantaggio della contemporanea osservazione del lampo gamma consiste nel fatto che la direzione di provenienza di quest’ultimo, a differenza del luogo di emissione delle onde gravitazionali, può essere determinata in cielo con buona precisione: immediatamente la posizione dell’evento veniva trasmessa ai telescopi ottici del mondo intero, incluso il veterano telescopio spaziale Hubble, e tutti venivano diretti verso quella direzione nella speranza di cogliere anche il bagliore di luce visibile e infrarossa che un tale evento esplosivo sicuramente deve produrre. La speranza è stata ripagata ampiamente e proprio di recente, in un entusiasmante rincorrersi di conferenze stampa, il film (possiamo proprio chiamarlo così) dell’evento avvenuto 130 milioni di anni fa in una zona periferica di una vicina galassia è stato mostrato al pubblico.
Al di là della spettacolarità dell’avvenimento, le conseguenze scientifiche di questa fantastica osservazione sono di grande portata. Innanzitutto è confermata l’ipotesi che la velocità di propagazione delle onde gravitazionali è identica a quella della luce: infatti, se i segnali gravitazionali ed elettromagnetici — di natura completamente diversa — si fossero propagati nello spazio con velocità anche minimamente differenti, dopo un percorso di ben 130 milioni di anni luce, sarebbero arrivati con un notevole divario temporale.
Un’altra conseguenza è che l’ammirevole e fruttuosa collaborazione tra telescopi ottici e gravitazionali apre ufficialmente una nuova epoca dell’astronomia osservativa: in futuro potremo indagare i fenomeni cosmici non solo osservando la luce da loro emessa, ma anche attraverso le minime vibrazioni dello spazio-tempo, segnali questi che a differenza della radiazione elettromagnetica e per loro propria natura non trovano ostacoli nel loro cammino. 

di Piero Benvenuti

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23 novembre 2017

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