[ITA] Ecco la prova definitiva dell'esistenza delle onde gravitazionali

Uno dei temi più ricorrenti riguarda l'esistenza o meno delle onde gravitazionali.
Con la teoria della relatività, Albert Einstein nel 1915 annunciò al mondo, con un secolo di anticipo l'esistenza delle onde gravitazionali. Egli infatti immaginava queste onde come increspature nel tessuto spazio/tempo prodotte da massicci corpi in accelerazione, come buchi neri orbitanti tra loro.

Le onde gravitazionali trasporterebbero informazioni sulle loro origini e sulla loro violenta natura. I fisici sono arrivati alla conclusione che le onde gravitazionali rilevate sono state prodotte durante la fase finale della fusione di due buchi neri da cui ne sarebbe scaturito uno più massiccio. Tale collisione era stata ipotizzata, ma mai osservata. Queste onde sono state rilevate per la prima volta il 14 settembre 2015 alle ore 05:51 dai due osservatori LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wawe Observatory) ubicati a Livingston - Louisiana, e ad Hanford - Washington ad una distanza di circa tremila chilometri l'uno dall'altro.

Questi osservatori ospitano un interferometro di Michelson costituito da due enormi tunnel collegati ad "L", della lunghezza di circa quattro chilometri ciascuno, alle cui estremità si trovano degli specchi sospesi. Il raggio laser nell'interferometro rileva le piccolissime deformazioni dello spazio/tempo causate dalle onde gravitazionali.

In relazione ai segnali ricevuti, gli scienziati degli osservatori LIGO hanno calcolato che circa 1,3 milioni di anni fà, i buchi neri che hanno generato questo evento, appartenenti alla categoria dei buchi neri stellari, hanno avuto una massa di circa 29- 36 volte maggiore di quella del sole (1,989 × 10^30 kg). Una parte di questa massa, pari circa a 3 volte quella solare, si è poi trasformata, in una frazione di secondo, in onda gravitazionale, con un picco di potenza di circa 50 volte quella di tutto l'universo visibile.

Secondo la teoria della relatività generale di Einstein, due buchi neri che orbitano tra loro, perdono energia attraverso la formazione di onde gravitazionali, causando nel corso di miliardi di anni, il loro graduale avvicinamento che avviene molto più celermente nei loro minuti finali.

In questa fase i due buchi neri collidono a quasi la metà della velocità della luce formando un unico buco nero più massiccio. La collisione converte così una parte della loro massa in energia, secondo formula E = mc^2. L'energia sprigionata viene emessa come una forte raffica di onde gravitazionali, le stesse osservate dai LIGO.

Una prima dimostrazione dell'esistenza di queste onde è stata per la prima volta dimostrata negli anni '70 ed '80 del novecento da Joseph Taylor Jr. e dal suo team di ricerca.

Taylor e Russel Hulse scoprirono nel '74 un sistema composto da stelle binarie, nella fattispecie una pulsar in orbita intorno ad una stella di neutroni. Nel 1982 sia Taylor che Weisberg scoprirono che l'orbita di quella pulsar si contraeva più lentamente oltre il tempo perché rilasciava energia sotto forma di onde gravitazionali. Per tale scoperta sia Hulse che Taylor vinsero nel 1993 il premio nobel per la fisica.

FONTI, IMMAGINI E VIDEO: ligo.caltech.edu; nasa.gov; wikipedia.com/.it; google Earth.