Musica dall’universo: le onde gravitazionali

L’universo ci parla. E noi ascoltiamo!

In questi ultimi giorni chi non ha sentito parlare di “onde gravitazionali”? Sono diventate un argomento estremamente popolare (soprattutto in rete), a seguito della sensazionale scoperta portata a termine dal LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), l’osservatorio statunitense di onde gravitazionali a cui lavorano diversi gruppi di ricerca dal 2004.

Partiamo con ordine, però, perché forse non tutti sanno cosa effettivamente siano le onde gravitazionali.

Circa un secolo fa, Einstein ha descritto l’universo ordinato secondo una logica spazio-temporale: tutto l’universo è attraversato da linee (dette, appunto, linee spazio-temporali) che mano a mano che incontrano i vari corpi celesti, dotati di una massa, si deformano, curvandosi. Queste curve spazio-temporali non sono altro che la rappresentazione geometrica della gravità. Se a questo uniamo il concetto che nell’universo tutto è in movimento, è facile immaginare come due corpi possano scontrarsi o entrare in contatto tra loro, generando delle onde che dipendono dalla diversa massa dei corpi e che si propagano lungo queste linee e curve, viaggiando alla velocità della luce: le onde gravitazionali.

La particolarità di queste onde è che attraversano i corpi celesti che incontrano senza modificarne lo stato, per cui anche la Terra ne è “continuamente” colpita senza che noi ce ne rendiamo conto. O meglio, così è stato fino a pochi mesi fa…

Infatti, il 14 settembre 2015, il LIGO ha registrato una “anomalia” potenzialmente rivoluzionaria. L’interferometro è uno strumento formato da due lunghi tunnel orientati a formare un angolo di 90° tra i quali è posto uno specchio. Un laser di luce viene proiettato contro questo specchio il cui compito è direzionare il laser nei due tunnel: la luce li percorre e torna al punto da cui è stata proiettata. Non incontrando ostacoli e seguendo lo stesso percorso, i due fasci di luce dovrebbero tornare contemporaneamente al punto di origine, ma nel caso in cui un’onda gravitazionale attraversi la Terra avrebbe un effetto rallentante su uno dei due fasci.

LIGO-experiment-setup

E proprio questo è ciò che è successo a settembre: la luce ha subito un rallentamento minuscolo, pari ad un miliardesimo di atomo, che però ha suscitato l’interesse dei ricercatori che l’hanno così analizzato e studiato arrivando alla sensazionale scoperta. Ancora più sorprendente è stato risalire al fenomeno che ha scatenato l’onda: i ricercatori hanno appurato che sia stata prodotta dalla fusione di due buchi neri avvenuta circa 1 miliardo di anni fa!

Così, l’11 febbraio sono stati ufficialmente divulgati i dati relativi alle registrazioni effettuate. Questi non costituiscono solo la dimostrazione della teoria dello spazio-tempo di Einstein, ma fungono anche da prova tangibile dell’esistenza dei buchi neri, sui quali, anche se ormai da anni oggetto di studio dell’astronomia e astrofisica, non era ancora stata fornita documentazione certa.

Adesso le nuove sfide sono volte allo studio di altri fenomeni analoghi avvenuti nel corso degli anni luce di vita dell’Universo, e la più interessante di tutte è sicuramente quella che riguarda la spiegazione e la rivelazione dei segreti del Big Bang.

E’ bello poter dire che anche i nostri ricercatori italiani hanno avuto un ruolo fondamentale in questa scoperta. Infatti, già da qualche anno, Adalberto Giazotto dell’”Istituto nazionale di fisica nucleare” (INFN) e il francese Alain Brillet del “Centre national de la recherche scientifique” hanno dato vita ad un progetto di collaborazione con lo scopo di monitorare il movimento delle onde gravitazionali a bassa frequenza. Per fare questo si sono adoperati nella costruzione di un interferometro del tutto simile a quello americano, il VIRGO, situato in territorio italiano, in provincia di Pisa.

Le parole di Giazotto riguardo al successo degli americani sono state: “Ho accolto questa notizia con grande gioia. Sono molto contento di questo risultato, che rappresenta il coronamento di una linea di ricerca che avevamo iniziato noi di VIRGO decine di anni fa. Siamo stati i primi a dire che era necessario costruire un rivelatore capace di osservare onde gravitazionali anche di bassa frequenza: è stato il più grande avanzamento nella tecnologia degli interferometri da quando si sono iniziati a realizzare questi rivelatori, negli anni ’80 del Novecento. VIRGO è stato, infatti, il primo rivelatore al mondo capace di scendere alle basse frequenze, cui ha fatto seguito il progetto americano Advanced LIGO” [1]

L’evento di febbraio si costituisce, quindi, come un nuovo punto di partenza anche per i nostri ricercatori “perché nei prossimi anni continueranno ad arrivare altri importanti risultati dagli interferometri LIGO e VIRGO, che oggi sono organizzati in un’unica rete globale di rivelatori di onde gravitazionali”.

Vi lascio con una curiosità: c’è anche chi ha voluto “giocare” con queste onde facendoci della… MUSICA! Il compositore inglese Arthur Jeffes, infatti, in collaborazione con l’astrofisico Samaya Nissanke, ha creato una melodia mixando il suono registrato dal movimento delle onde con pianoforte e archi. Il risultato è un brano a metà tra la musica elettronica e quella classica, apparentemente inconciliabili ma forse, proprio per questo, unico linguaggio pensabile del nostro Universo!

(Link al video: http://video.repubblica.it/tecno-e-scienze/ballando-sulle-onde-gravitazionali-il-suono-dell-universo-diventa-musica-elettronica/229397/228712)

http://www.lescienze.it/news/2016/02/11/news/onde_gravitazionali_scoperta_ruolo_italia-2968517/

http://www.nature.com/news/ligo-announces-gravitational-wave-detection-in-pictures-1.19368

http://www.epcmusic.com/space

Sara Pepe

Author: Filippo

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