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Si accendono le luci: l’Universo

Si accendono le luci: l’Universo

Scienza | Di Vincenzo Mirra. Si accendono le luci: ecco a voi l’Universo, regia di Albert Einstein. Le nuove rilevazioni gravitazionali non solo avallano la sua teoria (della relatività) ma ci permettono di vedere e sentire l'Universo.

Quando chiesero ad Einstein di spiegare il concetto di relatività, egli in tutta la sua genialità rispose con un esempio che, se non ci interessa approfondire la soluzioni delle equazioni del campo di Einstein, basta a chiunque per comprenderne il senso. Lui disse:
Quando un uomo siede vicino ad una ragazza carina per un’ora, sembra che sia passato un minuto. Ma fatelo sedere su una stufa accesa per un minuto e gli sembrerà più lungo di qualsiasi ora. Questa è la relatività.
Lassù, da qualche parte in una galassia lontana lontana (lo so questa è poco originale ma è una delle prime cose che ho avuto in mente di scrivere e da qualche parte dovevo pure infilarla) due stelle di neutroni, il residuo fisso dell’esplosione di una supernovae costituito da un nucleo stellare enormemente massivo, si sono fuse in un unica stella. La coalescenza dei due nuclei (rispettivamente di 1,6 e 1,1 masse solari, ma concentrate nei nuclei di stelle di poche decine di km di diametro) ha fatto brillare lo spazio siderale di un luminosissimo lampo gamma.
La coalescenza tra le due stelle di neuroni (così si definisce il processo di fusione tra i due nuclei stellari) è un evento talmente prezioso nell’universo che ha prodotto una densa nube di oro e di platino pari a centinaia di masse terrestri, osservata attraverso il telescopio X-Shooter installato nel centro di osservazione spaziale VLT (Very Large Telescope) del Paranal, in Cile.
È successo nella costellazione di Hydra, a 132 milioni di anni luce da noi, cioè 132 milioni di anni fa, quando la Terra era popolata dai dinosauri del Cretaceo. Qualche attimo prima, mentre il sistema binario delle due stelle ruotava vorticosamente fino alla completa collisione, l’immenso tappeto elastico della volta celeste stava cominciando a deformarsi, e da quel centro di coalescenza pieno di energia stava per partire lo tsunami spazio-temporale che 132 milioni di anni dopo sarebbe arrivato ai rilevatori degli interferometri di LIGO e VIRGO ( Gli scrittori della porta accanto - Esplorazione gravitazionale).
Da lì, in una giornata estiva (almeno nell’emisfero dei tre centri di rilevazione gravitazionale) di 132 milioni d’anni dopo, l’oscillazione gravitazionale ha fatto rimbalzare l’eco di un’onda acustica con cui tutta la comunità scientifica mondiale ha cominciato ad inseguire, con ogni strumento di osservazione disponibile sulla terra e nello spazio, la regione di Universo dalla quale proveniva l’oscillazione gravitazionale ed il lampo gamma ray-burst della kilonova (così si chiama la nuova stella che si origina dal sistema binario coalescente).

Sappiamo che i buchi neri li sentiamo ma non li possiamo vedere. Con le stelle a neutroni riusciamo anche a vedere

Per questo, la collisione tra due stelle di neutroni è stata un evento gravitazionale importantissimo. Ed inoltre questo quinto evento ha avuto una durata di osservazione molto superiore rispetto ai precedenti: ben 100 secondi rispetto ai pochi secondi di rilevazione nel caso di collisioni tra buchi neri.
Questa sorprendente durata dell’eco dell’increspatura cosmica ha così determinato la più grande caccia astronomica mai condotta fino ad oggi. Centinaia di scienziati in tutto il mondo si sono messi in vista ed in ascolto della nuova sorgente gravitazionale, con tutto quello che dalla Terra e nello spazio si poteva puntare in direzione delle stelle di Hydra. Così, oltre 70 tra osservatori internazionali e telescopi spaziali, hanno osservato la radiazione luminosa GRB (Gamma Ray-Bust) emessa dal lampo di coalescenza delle due stelle di neutroni ed hanno cominciato ad acquisire ogni frequenza possibile dello spettro di emissione dello tsunami GW170817. La più grande collaborazione scientifica di sempre.
Una curiosità: GW170817, è stato registrato il 17 agosto 2017 alle 14.41 ora italiana (dite voi se non è simmetria questa!)



simulazione: The Collision of Two Neutron Stars

È il quinto segnale cosmico gravitazionale registrato da quando per la prima volta una misura della deformazione del campo di Einstein ha provato che lo zio Albert aveva ragione. 

La sua meravigliosa teoria della relatività generale, uno straordinario capolavoro del pensiero umano, cento anni dopo ha avuto la sua evidenza sperimentale: osservata e misurabile. Lo spazio-tempo è curvo e continuamente deformabile. Le onde gravitazionali esistono e grazie alla moderna tecnologia di rilevazione e agli strumenti dei centri della collaborazione internazionale LIGO/EGO-Virgo possono essere misurate ed indagate ( Gli scrittori della porta accanto - Dalla relatività di Einstein alle onde gravitazionali).
È difficile sottolineare quanto sia incredibilmente rivoluzionario questo periodo per l’astronomia. Per cercare di comprenderne il valore, proverò a suggerirvi un’immagine. Pensate di mettervi comodamente seduti sul divano per vedere un bel film ma che di quel film vediate soltanto le immagini senza poter sentire le voci e i dialoghi tra i protagonisti. Quello che riusciremmo allora a vedere sarebbe soltanto una parte del film, potremmo vedere la dinamica della scena ma anche se la vedessimo cento volte non potremmo mai sentirne le parole esatte e non riusciremmo a comprenderne il senso completo. Ecco, questo è quello che accadeva fino a quando gli astronomi hanno potuto solo osservare la luce dei lampi gamma senza ascoltarne il suono. Con l’inaugurazione di questa nuova era dell’astronomia, la capacità offerta dagli interferometri gravitazionali e dalla loro straordinaria sensibilità di misura (possono rilevare differenze di oscillazione dell’ordine del miliardesimo di miliardesimo di metro), consente di analizzare e comprendere una serie importantissima di altre informazioni come la grandezza degli oggetti, le loro masse, lo spostamento e la velocità con cui si muovevano i corpi celesti, e molto altro ancora.
Tutto questo equivale a sintonizzarsi sulle frequenze giuste per ascoltare la conversazione.
Ribaltando lo stesso esempio delle immagini e del sonoro del nostro film, fino a prima di GW170817 tutto quello che ricevevamo dall’universo era l’eco di un rumore delle sue onde, ma provenendo tutte da stelle nere non potevamo osservarne le immagini.

La bellezza dell’evento “onde più luce” rilevato dalla sorgente della coalescenza tra stelle di neutroni sta tutta in questa eccezionale proiezione completa. Sul nostro divano terrestre possiamo finalmente vederci tutto il film.

Da tutti i dati acquisiti, per la prima volta potremo condurre un’indagine analitica completa di un’isola dell’universo, attraverso la combinazione di tutto il suo spettro elettromagnetico e di quello gravitazionale. Sarà mettendo insieme tutte queste informazioni che leggeremo e scriveremo una nuova pagina del Grande libro dell’Universo.
E in attesa dei prossimi annunci delle repliche gravitazionali sulla Terra, tra qualche anno grazie a LISA, l’interferometro di nuova generazione che l’Agenzia Spaziale Europea, ESA, sta progettando, sarà possibile osservare le onde gravitazionali anche direttamente dallo spazio, per rilevare sorgenti ancora più lontane. In questo modo sarà possibile esplorare frequenze molto più basse di quelle a cui sono sensibili gli interferometri terrestri, senza che le sorgenti risultino affette dai disturbi ambientali di origine terrestre. Questo sarà sufficiente per rilevare le emissioni di centinaia o migliaia di stelle binarie vicine, e quelle di buchi neri poste in galassie lontane lontane.
Lo spettacolo è appena iniziato. Stiamo aspettando che arrivino le onde del Big Bang, quelle che dal fondo gravitazionale della storia dell’Universo ci racconteranno la tempesta dei suoi primi istanti.
Quindi non resta che osservare il mondo con occhi sognanti, con sguardo ammirato e con cuore stupito. Restare in ascolto e avere fiducia. Abbiamo tempo, tanto spazio-tempo, almeno fino all’epilogo, qualunque esso sarà (Epilogo per i posteri: "Essere o non essere. Se sia più nobile il Big Rip o il Big Freeze nel destino dell’Universo".)


DEI BUCHI NERI E DI ALTRE STELLE O QUASI STELLE: LE PUNTATE
I L’Universo
II Le Stelle
III Isole nello spazio cosmico
IV Lo zio Albert
V Sliding doors
VI Esplorazione gravitazionale
VII Si accendono le luci: l’Universo
VIII Backstage della Navigazione siderale. Diario di bordo del capitano.

Le puntate già pubblicate


Vincenzo Mirra

Vincenzo Mirra
Nato a Napoli nel 1973, si è diplomato all'Istituto Nautico per poi laurearsi in Ingegneria Aeronautica ad indirizzo Spaziale. Alle passioni per la navigazione, il mare e l’astronautica, ha sempre aggiunto quelle per la letteratura, la scrittura di viaggio e di meditazione ed il teatro.
È autore del blog letterario Beaufort, scritture al vento e taccuini di mare che esprime scritture di vario tipo e argomentazione, anche di natura sperimentale. Dal 2005 vive a Pisa, dove dal 2015 ha iniziato a frequentare corsi e laboratori teatrali, di recitazione, di lettura corale e di drammaturgia.
Isole, AUGH! Edizioni.

About Stefania Bergo

Il blog culturale degli scrittori emergenti: letteratura, webmagazine, travel&living, arte, promozioni speciali e servizi editoriali.
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