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Onde gravitazionali: captato un nuovo scontro tra due buchi neri

Onde gravitazionali: captato un nuovo scontro tra due buchi neri

 

L’onda è stata ‘catturata’ da Ligo il 4 gennaio scorso, dopo aver viaggiato 3 miliardi di anni luce. E’ nata dalla fusione di due buchi neri precipitati l’uno nell’altro sprigionando un’energia pari alla massa del Sole. Gli scienziati: ”Siamo nell’era dell’astrofisica che ci aiuterà a capire l’universo”

di ELENA DUSI, la Repubblica

Se 3 indizi sono una prova, le onde gravitazionali possono essere considerate una presenza certa nell’universo. Dopo i due precedenti del 2016, è stato annunciato oggi l’arrivo sulla Terra di una terza onda, captata ancora una volta dalle due antenne americane di Ligo e generata, come nelle osservazioni dell’anno scorso, dal cataclismatico scontro fra due buchi neri.

L’annuncio della scoperta della prima onda gravitazionale, l’11.2. 2016, è considerata una pietra miliare dell’astronomia e fu subito seguito da un secondo successo a giugno. Teorizzati dalla relatività generale di Einstein nel 1915, questi fenomeni che consistono nell’oscillazione della trama dello spazio tempo come se fosse una bandiera mossa dal vento o la superficie di un lago nel quale sia stato gettato un sasso, non erano mai stati confermati dagli esperimenti. Fino a quando Ligo, l’anno scorso, non aveva fatto la storica osservazione.

Per scuotere “i pilastri dell’universo” facendo tremare lo spazio-tempo a distanze di miliardi di anni luce serve che accada qualcosa di veramente tremendo, come lo scontro-fusione fra due buchi neri. L’onda annunciata oggi è stata captata da Ligo il 4 gennaio scorso. E’ arrivata sulla Terra dopo aver viaggiato 3 miliardi di anni luce. A quella distanza, in un’epoca in cui l’universo aveva quattro quinti della sua età attuale, due buchi neri grandi rispettivamente 31 volte e 19 volte il nostro Sole si sono ritrovati troppo vicini. La forza di gravità li ha fatti attrarre e dopo una serie di orbite vorticose li ha fatti precipitare l’uno nell’altro. Nello scontro si è sprigionata un’energia pari all’intera massa del nostro Sole. La trama dello spazio-tempo ha subito una scossa che, tre miliardi di anni più tardi, è stata captata da Ligo per 920 millisecondi a una frequenza fra 20 e 265 hertz.

L’onda annunciata a febbraio (ma osservata in realtà a settembre 2015) era più grande e più vicina (un miliardo e mezzo di anni luce con due buchi neri di 36 e 29 masse solari) rispetto al segnale debole descritto oggi. “Ma aver osservato un altro evento di questo tipo ci fa capire che i buchi neri binari sono più comuni del previsto. E’ iniziata una nuova era per noi, quella dell’astrofisica basata sullo studio delle onde gravitazionali, che ci insegnerà molto sull’universo” hanno commentato in una conferenza stampa Bruce Allen, Alessandra Buonanno e Karsten Danzmann, i tre scienziati del Max Planck Institute for Gravitational Physics che hanno condotto l’analisi dei dati provenienti dalle due antenne di Ligo, negli Usa. In Italia, a Càscina in provincia di Pisa, l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare gestisce una terza antenna gravitazionale, che attualmente si trova in fase di ammodernamento e inizierà a guardare il cielo alla fine dell’estate. Ligo a sua volta chiuderà per migliorare i suoi strumenti all’inizio dell’autunno. I due strumenti dovrebbero lavorare insieme per alcune settimane.

Le onde gravitazionali vengono captate grazie a strumenti chiamati interferometri. Si tratta di due tunnel perpendicolari lunghi alcuni chilometri in cui viaggia un fascio di luce. Il passaggio di un’onda altera la lunghezza di un braccio rispetto all’altro. La luce di un tunnel si ritrova allora a oscillare leggermente fuori fase rispetto all’altro. Gli strumenti montati alle estremità delle antenne sono in grado di rilevare variazioni di lunghezza infinitesime, fino a 10 milioni di volte più piccole di un atomo di idrogeno. Quando questo avviene, un computer generalmente fa scattare un allarme. Gli scienziati controllano che la deformazione non sia stata causata da un terremoto o da una causa artificiale come il passaggio di un camion e solo dopo iniziano l’analisi dell’onda.

Nel caso dell’ultima osservazione, il software ha fatto cilecca e non ha dato alcun allarme. E’ stato uno studente post-doc, Alexander Nitz dell’Albert Einstein Institute di Hannover a osservare i dati a occhio nudo e accorgersi della presenza della terza onda. – tratto da la Repubblica

 

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