Onde gravitazionali: un secolo di ricerche, da Einstein a LIGO

Era il 1916 quando Albert Einstein pubblicò la sua Teoria della relatività, ovvero “le trasformazioni matematiche che devono essere applicate alle descrizioni dei fenomeni fisici nel passaggio tra due sistemi di riferimento in moto relativo tra loro, secondo il principio di relatività”. Einstein teorizzò, per la prima volta nella storia, l’esistenza delle onde gravitazionali.  Nel 1967, poi, Jocelyn Bell e Antony Hewish ottennero un risultato concreto: la scoperta della prima pulsar, una sorgente radio pulsante, una stella di neutroni lontana nello spazio. Solo tre anni dopo, nel 1970, un team diretto da Edoardo Amaldi, all’Istituto di Fisica di Roma, lavora per progettare rilevatori criogenici per onde gravitazionali. Risale poi al 1982 la conferma di Joseph Taylor e Joel Weisberg dell’energia persa da una pulsar, PSR B1913+16, che rientra nei parametri previsti dalla Relatività generale.

Poi, negli anni 2000, e precisamente nel 2002, negli Stati Uniti entra in funzione LIGO, ovvero l’osservatorio interferometro laser delle onde gravitazionali, con il quale inizia ufficialmente la caccia serrata per rilevare direttamente il fenomeno, del quale si avevano solo tracce indirette. Nel 2003 gli astrofisici dell’italiano INAF (Istituto Nazionale di Geofisica) Nicolò D’Amico, Marta Burgay e Andrea Possenti scoprono il primo sistema binario in avanzata fase di coalescenza, destinato a divenire un “merger” su tempi scala relativamente brevi. Grazie a questa scoperta aumentano le probabilità di rivelare burst di onde gravitazionali da parte di questi sistemi binari durante la fase finale della coalescenza, andando così ad aggiungere un tassello in più al lavoro svolto da LIGO. Intanto in Italia viene portato a termine VIRGO, un rilevatore interferometrico di onde gravitazionali con bracci lunghi 3km, frutto della collaborazione tra Italia e Francia (INFN e CNRS). Siamo ormai a settembre 2015, quando in un tweet sul suo profilo, il cosmologo Lawrence Krauss accenna ad un’eventuale scoperta, sebbene non ancora confermata, delle onde gravitazionali da parte di LIGO. E giungiamo a ieri, giovedì 11 febbraio 2016, quando arriva la conferma della scoperta destinata a rivoluzionare tutta la ricerca astrofisica, raggiunta grazie alla collaborazione LIGO/VIRGO, con l’Italia, e in particolare l’Istituto Nazionale di Astrofisica, che assume a pieno titolo e merito, un ruolo da protagonista a livello mondiale. Il prossimo passo sarà quello di individuare e caratterizzare cosa produce le onde gravitazionali, indagando in ogni banda dello spettro elettromagnetico, dalle onde radio fino ai raggi gamma.

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