Le onde gravitazionali, aperta una nuova straordinaria pagina della fisica Previste da Einstein un secolo fa

Si apre una nuova straordinaria pagina per la fisica: le onde gravitazionali previste da Einstein esistono. Le ha rilevate lo strumento Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), in Usa, e i dati sono stati analizzati dalle collaborazioni internazionali Ligo e Virgo. Quest'ultima fa capo allo European Gravitational Observatory (Ego) fondato e finanziato da Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn) e Consiglio nazionale delle ricerche francese (Cnrs). L'annuncio è stato dato a Cascina (Pisa), dove si trova lo strumento Virgo.

Il suono della collisione tra due buchi neri in una animazione VIDEO

La scoperta, pubblicata online sulla rivista Physical Review Letters, in un articolo liberamente accessibile, e in altri 12 articoli sul sito ArXiv, è stata annunciata oggi contemporaneamente negli Stati Uniti e in Italia, a Cascina. "E' la prima rilevazione diretta delle onde gravitazionali" ed "apre un nuovo capitolo dell'astronomia", ha detto all'ANSA il coordinatore della collaborazione scientifica Virgo, Fulvio Ricci, presentando i dati.

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Previste un secolo fa da Albert Einstein, le onde gravitazionali sono le increspature dello spazio-tempo generate da eventi cosmici violenti, proprio come le onde prodotte quando si lancia un sasso in uno stagno.





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E' stata la collisione tra due buchi neri avvenuta un miliardo di anni fa a provocare il primo segnale delle onde gravitazionali mai scoperto, rilevato dalle antenne dello strumento Ligo ed analizzato fra Europa e Stati Uniti dalle collaborazioni Ligo e Virgo, alla quale l'Italia partecipa con l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn). Per la fisica è un risultato senza precedenti. Il risultato è doppiamente sorprendente perché, oltre a confermare l'esistenza delle onde gravitazionali, fornisce anche la prima prova diretta dell'esistenza dei buchi neri. "Abbiamo osservato il primo evento in assoluto nel quale una collisione non produce dati osservabili, se non attraverso le onde gravitazionali", ha detto all'ANSA il coordinatore della collaborazione Virgo, Fulvio Ricci. Tutto, ha aggiunto, "è durato una frazione di secondo, ma l'energia emessa è stata enorme, pari a 3 masse solari".

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I due buchi neri formavano una 'coppia', ossia un sistema binario nel quale l'uno ruotava intorno all'altro. "Avevano una massa rispettivamente di 36 e 29 volte superiore a quella del Sole. Si sono avvicinati ad una velocità impressionante, vicina a quella della luce. Più si avvicinavano, più il segnale diventava ampio e frequente, come un sibilo acuto; quindi è avvenuta la collisione, un gigantesco scontro dal quale si è formato un unico buco nero. La sua massa è la somma di quelle dei due buchi neri, ad eccezione della quantità liberata sotto forma di onde gravitazionali.

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Il primo segnale che conferma l'esistenza delle onde gravitazionali è stato rilevato dallo strumento americano Ligo il 14 settembre 2015 alle 10, 50 minuti 45 secondi (ora italiana), all'interno di una finestra di appena 10 millisecondi. "Avevamo in mano l'indicazione di aver registrato qualcosa di molto significativo", ha detto il coordinatore della collaborazione scientifica Virgo, Fulvio Ricci. Il segnale rilevato da Ligo è stato intercettato in Europa, dall'italiano Marco Drago, mentre era in Germania, ad Hannover, di turno nel centro di calcolo nel quale arrivano i dati delle due collaborazioni. Ha immediatamente mandato una mail dicendo: "c'è grosso evento, per caso è successo qualcosa di strano nell'interferometro?" E' stato subito chiaro che si trattava di qualcosa di nuovo. "E' stato un evento piuttosto intenso e particolarmente interessante - ha rilevato Ricci - perché nella prima parte era una sorta di funzione oscillante, che aumentava progressivamente di frequenza e ampiezza, fino a raggiungere un picco per poi decrescere progressivamente fino a spegnersi". Rilevare un segnale così debole in modo così preciso è stato possibile grazie all'aggiornamento tecnologico che aumentato la sensibilità degli strumenti di prima generazione dei rivelatori Ligo.

L'animazione della collisione tra i due buchi neri