È ufficiale: scoperte le onde gravitazionali

“Albert Einstein le aveva predette nel 1918. Oggi, finalmente, abbiamo osservato per la prima volta le onde gravitazionali”. Non ci sono più dubbi o condizionali, stavolta: Fulvio Ricci, fisico dell’esperimento Virgo, ha appena annunciato il raggiungimento di un obiettivo di importanza epocale per la fisica moderna. Il segnale delle prime onde gravitazionali osservate dall’essere umano è stato rilevato il 14 settembre 2015, alle 11:40:45, simutaneamente, dagli interferometri dell’esperimento aLigo diHanford e Livingstone. La collaborazione scientifica responsabile della scoperta comprende anche gli scienziati italiani dell’esperimento Virgo, a Cascina.

Le onde gravitazionali sono una perturbazione dello spazio-tempo(il tessuto di cui, secondo la teoria della relatività di Einstein, è fatto il nostro Universo) che si origina per effetto dell’accelerazione di uno o più corpi dotati di massa (due buchi neri o due stelle in rotazione, per esempio), si propaga alla velocità della luce e modifica localmente la geometria dello spazio e del tempo.

E individuarle è tutt’altro che semplice. “L’effetto delle onde gravitazionali”, ha spiegato ancora Ricci, “è estremamente debole e può essere rivelato solo da strumenti molto sofisticati, gliinterferometri”. Si tratta, in sostanza, di apparecchiature in grado di misurare la discrepanza nel cammino percorso da due onde di luce: in questo modo, a livello teorico, è possibile capire se lo spazio-tempo si è distorto per effetto di un’onda gravitazionale,rallentando un raggio di luce rispetto all’altro.

“Ligo e Virgo sono due dei quattro più grandi interferometri al mondo”, dice Ricci, “e, dal 2007, lavorano instancabilmente in combinazione alla ricerca delle onde gravitazionali. Il primo risultato interessante è stato quello di individuare un limite superiore per il flusso di onde gravitazionali che possono raggiungere il nostro pianeta”. Nel 2015, Ligo si è rifatto il look, dotandosi di strumenti più potenti e raffinati per la rivelazione (il cosiddetto advanced Ligo, per l’appunto, o aLigo), che finalmente, il 14 settembre, hanno fatto saltare i fisici sulle sedie.

“Il 14 settembre 2015”, racconta Ricci, “alle 11:50, i rivelatori di Hanford e Livingstone, distanti diverse migliaia di chilometri, hanno osservato simultaneamente lo stesso segnale. Il rapporto segnale-rumore [la grandezza che misura quanto un dato segnale è più alto rispetto al rumore statistico di sottofondo] era molto alto, pari a 24, il che indicava che si trattava, con ogni probabilità, di un segnale vero e non di un’oscillazione statistica”. Analizzando e confrontando i dati, i fisici hanno confermato una significatività statistica di 5 sigma, il che vuol dire che, quasi sicuramente, il segnale è reale. “La probabilità di un falso allarmeè minore di 2×10^-7. Se la si vuole vedere in un altro modo, bisogna aspettare in media 203mila anni per rivelare un segnale simile al nostro ma falso”. E ancora: i dati sono consistenti con quelli predetti dall’equazione della relatività generale di Einstein; se alla traccia rivelata si sottrae quella delle (presunte) onde gravitazionali, il segnale che resta è compatibile con il rumore statistico di sottofondo.

“Il segnale”, continua Ricci, “arriva da due grandi buchi neri che, circa 1,3 miliardi di anni fa, dopo aver ruotato spiralizzando l’uno attorno all’altro, si sono fusi in un unico grande buco nero”. È stata questa collisione a generare, per l’appunto, la propagazione di quelle le perturbazioni nello spazio-tempo che i fisici chiamano onde gravitazionali. Per ribadire, nel caso ce ne fosse ancora bisogno, la difficoltà dell’impresa, basti pensare che l’evento osservato ha causato la deformazione della nostra Terra per un totale di circa 1/100mila nanometri, più o meno lo spessore di un nucleo atomico. Una deformazione impercettibile che, però, non è sfuggita agli occhi di aLigo, e che, quasi certamente, varrà un premio Nobel. I dettagli della scoperta saranno pubblicati sulle riviste Nature, Physical Review Letters e Astrophysical Journal.

Via: Wired.it

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