relatività generale einstein | Astrofisica in 1 minuto

Nella settimana che precede la partita delle partite, uno Juventus – Napoli con un sapore diverso dal solito, che può dire molto sul campionato, che genera eccitazione tra i tifosi delle due squadre, un gruppo di ricercatori comunica al mondo intero una scoperta epocale, la rivelazione delle onde gravitazionali.

Un secolo fa Einstein elaborava una teoria che ha dato un risvolto fondamentale alla vita sulla Terra, completando la fisica di Newton e permettendo di esplorare l’universo in maniera totalmente diversa da quanto si potesse immaginare. La forza gravitazionale non è altro che l’effetto di curvatura che i corpi (data la propria massa) esercitano sullo spazio-tempo. Una massa incurva lo spazio-tempo, proprio come una sfera poggiata su un lenzuolo affonda in esso. E come una biglia segue i canali che un bimbo scava sulla sabbia, così corpi che si avvicinano ad altri corpi risentono della curvatura dello spazio-tempo, che fa loro percorrere delle traiettorie che non sono più rettilinee, ma curvilinee, spiegando la rivoluzione dei pianeti intorno al Sole. Questa elegante teoria ha spiegato anche la precessione dell’orbita di Mercurio e la deflessione della luce che passa in prossimità di un corpo celeste. Come due sfere sul lenzuolo, messe in movimento l’una intorno all’altra, creano delle onde sul lenzuolo, così come succede per cariche elettriche in accelerazione, che producono un campo elettromagnetico, così due oggetti che ruotano uno attorno all’altro creano delle perturbazioni dello spazio-tempo, appunto delle onde, dette gravitazionali. Una prova indiretta dell’esistenza di queste onde era già stata data, nel 1993 fu assegnato il premio Nobel a Russel Hulse e Joseph Taylor, che spiegarono le orbite (non esattamente Newtoniane) di due stelle a neutroni, attraverso l’emissione di onde gravitazionali.

L’ultimo tassello è stato fornito il giorno 11 febbraio 2016, in una conferenza congiunta di due gruppi di ricerca (LIGO e VIRGO). Dopo aver profuso sforzi economici, tecnologici e di forza umana, sovraumani, viene comunicato al mondo che il primo segnale di tali onde, proveniente da una coppia di buchi neri, è stato per la prima volta rivelato dall’interferometro laser LIGO: “we did it”.

La risposta della comunità è stata ovviamente entusiasta, perché questa scoperta apre una nuova finestra sull’universo, visto fino ad ora solo attraverso i segnali elettromagnetici emessi dai corpi celesti. Si aspettano ulteriori conferme, altri segnali rivelati, per poter scrivere sulla roccia: “we did it, we are sure!”.

L’universo è affascinante perché non smette mai di sorprenderti, e la sua immensità produce forme e fenomeni tanto casuali ma al contempo pienamente predicibili, o quasi, da una teoria fisica.

Media INAF pubblica a questo link una notizia su un gruppo di galassie (trovate l’articolo, pubblicato su Astrophysical Journal, a questo link) chiamato “Cheshire Cat”, in italiano tradotto con “Stregatto”, il famoso gatto di Alice nel paese delle meraviglie, opera del matematico e scrittore inglese Charles Lutwidge Dodgson, noto con lo pseudonimo di Lewis Carroll. Il riferimento allo Stregatto nasce dalla enorme somiglianza con il viso del gatto del film d’animazione della Disney, per i due occhi (le due galassie centrali del gruppo), circondati da un sorriso (un’immagine di una galassia più lontana, la cui luce è soggetta alla distorsione gravitazionale prodotta dal gruppo di galassie). Questo evento molto peculiare balza alle cronache per la somiglianza col gatto, ma il fenomeno è noto da un secolo, ed è ben predetto dalla teoria della Relatività Generale di Einstein, che fornisce una descrizione della gravità differente da quella di Newton. Il fenomeno è detto Lensing gravitazionale. Se una stella, una galassia o un ammasso si frappone tra l’osservatore e una sorgente molto più lontana, l’immagine della sorgente, come per magia, come se fossimo nel paese delle meraviglie di Alice, si moltiplica e si distorce, formando quegli archi che vediamo intorno al sistema “Cheshire Cat”. L’articolo ironizza anche sul fatto che le due galassie si fonderanno in circa un miliardo di anni, e che in quel caso il gruppo dovrebbe essere ribattezzato come “ciclope”. A presto per una carrellata di eventi di lensing gravitazionale e per un articolo più dettagliato sul fenomeno.