BepiColombo: da Mercurio l’esame più severo per Einstein

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La teoria della relatività generale di Einstein ha finora superato ogni esame, ma quello che affronterà con la missione Bepi Colombo sarà il più difficile. La missione diretta a Mercurio e organizzata dalle agenzie spaziali di Europa (Esa) e Giappone (Jaxa) “va al di la’ delle straordinarie competenze tecnologiche che richiede e permettera’ di sottoporre la teoria della relatività generale a test molto sofisticati”, ha detto il presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana (Asi), Roberto Battiston.

“Le caratteristiche dell’orbita di Mercurio non sono previste dalla meccanica di Newton, ma dalla teoria della relatività e sono state fra i primi effetti relativistici previsti da Einstein”, in seguito verificati da Terra a partire dal 1919. A rendere questo pianeta cosi’ particolare è la grande vicinanza al Sole: “è molto piccolo e subisce l’influenza di un campo gravitazionale molto grande, come quello del Sole”.

A eseguire il test saranno due dei quattro strumenti italiani della missione: More (Mercury Orbiter Radio Science Experiment), coordinato da Luciano Iess dell’universita’ Sapienza di Roma, e Isa (Italian Spring Accelerometer), coordinato da Valerio Iafolla, dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf).

Il primo misurerà la gravità di Mercurio ‘dialogando’ con due antenne che si trovano sulla Terra, a Malargue (Argentina) e a Goldstone (California). Entrambe invieranno segnali radio che saranno ricevuti dallo strumento KaT (Ka-band transponder), che li ritrasmetterà a Terra: lo spostamento della frequenza dei segnali fornirà informazioni su velocità e distanza di Mercurio, come sulla sua gravità e il suo nucleo.

Il secondo, Isa, è un accelerometro ultrasensibile progettato per rilevare tutte le sollecitazioni e accelerazioni che agiscono sul satellite europeo della missione Bepi Colombo sul quale è installato.

“Potremo vedere quanto è violato il teorema di Pitagora nel Sistema Solare”, ha detto Iess. “Sappiamo che lo spaziotempo non e’ piatto e che vicino alla Terra la violazione del teorema di Pitagora e’ pari a una parte su dieci miliardi, mentre nell’orbita di Mercurio lo e’ di una parte su 100 milioni”. Certamente, rileva Iess, “tutte le previsioni di Einstein sono state finora verificate, ma la teoria della relativita’ generale potrebbe non essere la teoria finale a causa di alcune contraddizioni con la fisica quantistica, che ha ricevuto moltissime conferme. Per questo – ha aggiunto – andiamo a vedere a quale cifra decimale la relativita’ viene violata”.

La precisione con cui si fara’ e’ pari tre millesimi di millimetro al secondo nel caso della velocita’, ossia mille volte piu’ precisa rispetto alla misura della velocita’ di una lumaca”. Se la missione Bepi Colombo dovesse trovare una violazione della teoria della relativita’ “sarebbe un campanello di allarme che richiederebbe comunque ulteriori verifiche”, ha osservato Iess. Ma se anche un’altra missione europea, Gaia, che sta cercando qualcosa di simile dovesse trovare delle violazioni, “allora avremmo un’evidenza sperimentale”.