14 Febbraio 2016

NOTA A MARGINE
La musica del Cosmo (ovvero le onde gravitazionali spiegate ai bambini)

Ingrid Veneroso

Tempo di lettura: 5 minuti

Sono passati tre giorni da quando è stata annunciata e ribattuta dalle agenzie milioni di volte la notizia che, pare, rivoluzionerà le teorie e la ricerca scientifica sul cosmo: parliamo della conferma dell’esistenza delle onde gravitazionali, mistero ipotizzato da Albert Einstein cento anni fa, la cui presenza sarebbe stata dimostrata da un’equipe internazionale di scienziati dopo decenni di studi.

Alzi la mano chi ha capito al volo di cosa parlassero le riviste scientifiche, i giornali tutti, i tg e i notiziari alla radio. Noi teniamo la mano abbassata. E per chiarirci le idee e comprendere quale portata potrebbe avere una simile scoperta ci siamo affidati in prima battuta a un video divulgativo della Phd Comics, una struttura che produce mini-documentari Ideati da nerd di ogni sorta! Poi, inquadrato il tema, siamo passati alle riviste scientifiche.

Ciò che abbiamo compreso è che le onde gravitazionali sono increspature dell’universo che si creano per la stessa massa delle “cose” che in esso si muovono: stelle di ogni genere, buchi neri e galassie. Secondo la teoria delle onde gravitazionali, per fare un esempio a noi vicino, la Terra gira intorno al Sole non per l’effetto della forza di gravità solare che – come si urla spesso nei film di fantascienza degli anni ’80 – sarebbe fortissima, ma perché il Sole che è un corpo pesante piega l’universo intorno a se, costringendo così i pianeti del sistema a stargli addossati nella rotazione. Quindi, quando grandi masse si muovono interagendo fra loro, causano deformazioni dell’universo, creando onde gravitazionali. Queste viaggiano attraverso il cosmo e arrivano a noi sotto forma di vibrazioni portando la voce di eventi lontanissimi nello spazio e nel tempo.

L’annuncio della scoperta degli effetti della onde gravitazionali fa seguito all’osservazione di un evento cosmico registrato il 14 settembre scorso: la collisione di due enormi buchi neri, con una massa grande rispettivamente 36 e 29 volte quella del Sole, che ruotavano uno intorno all’altro. Si sarebbero avvicinati fra loro alla velocità della luce e alla fine si sono scontrate, generando un unico buco nero che ha per massa la somma dei due e ha emesso una energia pari a tre masse solari, che è arrivata a noi grazie alle onde gravitazionali. Gli scienziati hanno percepito la danza di avvicinamento dei due corpi celesti, testimoniata da un segnale di vibrazione sempre più ampio e frequente durato appena 10 millisecondi. Poi silenzio.

Perché questa “musica” del cosmo sia udibile e misurabile, c’è bisogno che le masse che interagiscono fra loro siano enormi, proprio come due buchi neri e per misurare le deformazioni si utilizza la velocità della luce: se lo spazio si dilata o si restringe, a causa dell’interazione delle masse, la luce del sole avrà una distanza differente da quella misurata in precedenza. Questa è la cosa più difficile da capire: cosa c’entrano i tunnel dei rilevatori Ligo (Laser interfero meter gravitational wave observatory) in Louisiana e vicino Washington con le onde gravitazionali e che cosa significa l’entusiasmo che questa scoperta ha provocato fra gli addetti ai lavori?

Il cosmo è oggetto di teorie, lo studio dell’Universo non può essere empirico e ci si affida alle intuizioni degli scienziati per procedere nella ricerca. Einstein aveva ipotizzato la “teoria della relatività”: la curvatura e la distorsione del rapporto fra spazio e tempo sarebbero state legate alla distribuzione delle masse e dell’energia. Affascinante teoria che destabilizzava l’idea che lo spazio e il tempo fossero lineari, come gli assi della matematica cartesiana. L’aver potuto raccogliere le vibrazioni delle onde gravitazionali ha confermato che il rapporto fra spazio e tempo non è affatto lineare, è soggetto a variazioni, a increspature, e ancora una volta toglie l’uomo dal centro dell’universo e lo relativizza, mettendolo di fronte al fatto che – magari un giorno – attraverso queste stesse increspature sarà possibile raggiungere luoghi infinitamente lontani o tempi diversi da quello in cui viviamo. Ecco, questa è la nuova teoria da confermare o confutare.

Resta la questione dei tunnel: queste strutture di studio, una delle quali presenti a Cascina di Pisa, sono costituite da tubi, chiamiamoli così, all’interno dei quali si fa viaggiare la luce laser per misurare la variazione dello spazio. Quando arriva un’onda gravitazionale, essa contrae lo spazio in una direzione e lo dilata nell’altra. Misurando l’interferenza fra i fasci laser che vengono riflessi da una estremità all’altra i fisici possono misurare in maniera molto precisa se lo spazio si è dilatato o compresso. Le misure sono infinitesimali, parliamo di unità di dieci alla meno ventun metri, e l’effetto delle onde è una vibrazione assimilabile al rumore di fondo del cosmo: gli scienziati del Ligo negli Usa e quelli della Virgo a Cascina, dopo aver raccolto il rumore delle onde, hanno dovuto separarle da tutti gli altri rumori del cosmo per poterle studiare e riconoscere come tali.

Cosa cambia nella nostra vita? Nulla in concreto! Facciamo la spesa come la scorsa settimana e lunedì torneremo a lavoro come sempre, sapendo però che le nostre vite si svolgono in un affascinante sistema universale. E grazie alla caparbia di centinaia di “scienziati pazzi”, visionari che scrutano le stelle, pian piano potremmo capire meglio da dove veniamo, noi essere umani e tutto ciò che ci sta intorno. E un giorno forse qualche nostro pronipote potrà preparare i bagagli per il suo viaggio intergalattico nello spazio o per un’escursione nel tempo, proiettando se stesso in luoghi remoti o in epoche passate. 



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Ingrid Veneroso

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