Onde gravitazionali, c'è Padova nel team di ricerca
Gli scienziati di Padova e Trento hanno dato un importante contributo all’osservazione diretta delle onde gravitazionali. La scoperta, annunciata oggi, cambia le coordinate del mondo scientifico. Un risultato che, a 101 anni dalla teoria della Relatività Generale, conferma uno dei pilastri del pensiero di Albert Einstein, e che è stato annunciato oggi in una doppia conferenza simultanea a Washington (dove ha sede l’osservatorio LIGO – Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), e a Cascina in provincia di Pisa, dove ha sede VIRGO, l’interferometro franco-italiano.
Il contributo di Padova e Trento
Alla scoperta hanno contribuito i ricercatori dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) di Padova-Trento, formato da ricercatori che operano in stretta sinergia nelle due sedi, con il supporto della sezione INFN di Padova, del centro INFN TIFPA di Trento e delle Università di Padova e di Trento. Gli scienziati hanno seguito principalmente due filoni di attività: da un lato lo sviluppo di sistemi ottici quantistici per migliorare le prestazioni di Advanced VIRGO e dall’altro l’analisi dati per la ricerca di impulsi di onde gravitazionali durante le campagne osservative della rete mondiale dei rivelatori nel quadro della forte collaborazione internazionale LIGO-VIRGO. Il gruppo di Padova-Trento contribuisce inoltre a ricerche sul rumore termico, per ridurne l’impatto sulla sensibilità di VIRGO.
Increspature dello spaziotempo
Le onde gravitazionali, a un secolo dalla geniale costruzione teorica di Einstein, si sono così rivelate come increspature nel “tessuto” dello spaziotempo, perturbazioni del campo gravitazionale, arrivate sulla Terra dopo essere state prodotte da un cataclisma astrofisico avvenuto nell’universo profondo.
La rilevazione risale al 14 settembre 2015, alle 10:50:45 ora italiana (09:50:45 UTC, 05:50:45 am EDT), da entrambi gli strumenti gemelli Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO), negli Stati Uniti, a Livingston, in Louisiana, e a Hanford, nello stato di Washington. Gli osservatori LIGO, finanziati dalla National Science Foundation (NSF) e operati da Caltech e MIT, hanno registrato l’arrivo delle onde gravitazionali entro una finestra temporale di coincidenza di 10 millisecondi.
L’importante risultato, pubblicato oggi sulla rivista scientifica Physical Review Letters, è stato ottenuto grazie ai dati dei due rivelatori LIGO, dalle Collaborazioni Scientifiche LIGO (che include la Collaborazione GEO600 e l’Australian Consortium for Interferometric Gravitational Astronomy) e VIRGO, che fa capo allo European Gravitational Observatory (EGO), fondato dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) italiano e dal Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) francese.
Le onde frutto della fusione di due buchi neri
Come è avvenuta la scoperta? Le onde gravitazionali rivelate sono state prodotte nell’ultima frazione di secondo del processo di fusione di due buchi neri, di massa equivalente a circa 29 e 36 masse solari, in un unico buco nero ruotante più massiccio di circa 62 masse solari. Le tre masse solari mancanti al totale della somma equivalgono all’energia emessa durante il processo di fusione dei due buchi neri, sotto forma di onde gravitazionali.
I due buchi neri, prima di fondersi, hanno spiraleggiato, per poi scontrarsi a una velocità di circa 150.000 km/s, la metà della velocità della luce. L’osservazione conferma anche l’esistenza di sistemi binari di ‘buchi neri di massa stellare’, in particolare aventi massa maggiore di 25 masse solari. Il processo di fusione dei due buchi neri responsabile delle onde gravitazionali rivelate è un evento accaduto a 410 megaparsec da noi, e risale quindi a quasi un miliardo e mezzo di anni fa, quando sulla Terra facevano la loro comparsa le prime cellule evolute in grado di utilizzare l’ossigeno.
