Le onde gravitazionali

La teoria della relatività di Einstein prevede che il campo gravitazionale generi delle onde di gravità. Quando due corpi massici, come due stelle, orbitano l’uno attorno all’altro, lo spazio-tempo che li circonda è continuamente distorto dal loro passaggio. Tale disturbo dello spazio.tempo si propaga, allontanandosi dalla sua sorgente alla velocità della luce, sotto forma di ondulazioni – note, appunto, come onde gravitazionali – che si comportano come quelle che si producono sulla superficie dell’acqua.

Quando le onde di gravità collidono con una regione dello spazio contenente materia ordinaria, le onde che attraversano lo spazio-tempo influenzano quest’ultima e la fanno vibrare in accordo con esse. L’effetto è simile a quello delle onde in un porto, che producono degli ondeggiamenti quando passano sotto natanti ormeggiati. In linea di principio, tutti gli oggetti in movimento danno origine a onde di gravità. Ma poiché questa è una forza molto debole – e le onde nello spazio-tempo sono in genere molto piccole à è probabile che solo gli eventi cosmici immensamente potenti diano luogo ad effetti osservabili. Eventi di questo tipo possono essere costituiti dal collasso di una stella ordinario in un buco nero, o dall’esplosione di una stella morente in una supernova. Una sorgente di onde gravitazionali più permanente nasce quando due stelle collassano a formare stelle di neutroni ultradense che possono quindi costituire un sistema binario in rapida rotazione.

ondegravitazionaliBenché le onde di gravità non siano state osservate direttamente, la prova della loro esistenza è fornita principalmente da un’altra osservazione astronomica fuori del comune, quella del pulsar binario 1913+16, scoperto nel 1974. L’orbita della pulsar sta rallentando perché il sistema binario rotante irradia nello spazio grandi quantità di energia sotto forma di onde di gravità: mentre il sistema perde energia, il periodo dell’orbita si riduce. Osservando la distribuzione del moto orbitale nel tempo, è possibile estrapolare quanta energia viene rilasciata sotto forma di onde gravitazionali. L’osservazione può quindi essere raffrontata con le previsioni della Relatività Generale. I calcoli più recenti indicano che questa teoria dà la risposta esatta: se esiste una differenza essa è troppo piccola per essere rilevata anche dalle più accurate osservazioni astronomiche. Il recente esperimento chiamato BICEP2 è stato smentito e non può offrire una certezza. Forse all’inizio del 2014 la grande scoperta non era poi così grande, ma nella scienza capita. L’osservazione indiretta non è possibile, quello osservato dal BICEP2 era in pratica della polvere interstellare proveniente dalla nostra Galassia. A confermarlo gli stessi scienziati legati al gruppo di studio del satellite Planck.

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