“Ladies and Gentlemen, we have detected gravitational waves”, così apre la conferenza stampa David Reitze, direttore esecutivo di LIGO. Queste parole, come la rilevazione condotta dalla cooperazione tra VIRGO-LIGO, sono destinate ad entrare nella storia. I due interferometri gemelli negli USA a Livingston, in Louisiana, e a Hanford, nello stato di Washington, il giorno 14 settembre 2015 alle 10:50:45 (ora italiana) hanno registrato il segnale delle onde teorizzate da Einstein un secolo fa nella sua Teoria della Relatività Generale.

La scoperta è avvenuta grazie alla fusione di due buchi neri: l’unione tra questi due corpi, di cui è stata anche confermata l’esistenza grazie all’osservazione, è avvenuta circa 1,3 miliardi di anni fa attraverso una vorticosa danza che li ha portati a fondersi in un unico buco nero. Proprio quest’ultimo ha generato un campo gravitazionale così forte da distorcere lo spazio-tempo.

Le grandezze dei due buchi neri originari erano di 29 e 36 masse solari. L’ultimo corpo generato dalla fusione invece è più massiccio della nostra stella di circa 62 masse.

Sommando le due masse il totale del nuovo buco nero dovrebbe essere di 65, tuttavia le 3 unità perse sono dovute all’energia emessa durante l’unione.

Stephen Hawking si è detto commosso dalla scoperta, anche perchè una parte delle sue ricerche teoriche sono state confermate proprio dalle rilevazioni: “Possiamo aspettarci molto di più sulle individuazioni, possiamo tutti migliorare le nostre conoscenze su come funziona l’universo. Queste osservazioni sperimentali sono coerenti con il mio lavoro teorico di buchi neri fatto nel 1970. Come fisico teorico, ho passato la mia vita contribuendo alla nostra comprensione dell’universo. È bellissimo vedere confermati pronostici che ho fatto piu’ di 40 anni fa”.

All’esperimento scientifico LIGO collaborano oltre 1000 scienziati, il costo totale degli strumenti supera il miliardo di dollari ed è finanziato principalmente dall’NSF (National Science Foundation); l’apporto della ricerca italiana è stato fondamentale, infatti i dati, seppur rilevati dagli strumenti in USA, sono stati controllati e migliorati dal VIRGO, esperimento situato nelle campagne di Pisa a Cascina. Il direttore dell’EGO (European Gravitational Observatory), Andrea Ferrini, nel comunicato dell’INFN ha spiegato la funzione della collaborazione indetta nel 2007: “Prevede lo scambio di soluzioni tecnologiche, il coordinamento nelle attività di ricerca e nelle campagne di presa dati, e la condivisione e l’analisi congiunta dei dati originali”.

Non a caso le conferenze designate ad annunciare la scoperta al mondo sono state tenute in contemporanea tra Washington e Cascina.

Il salto di qualità nelle osservazioni è stato reso possibile dagli aggiornamenti Advanced Ligo e Advanced Virgo, lo strumento italiano finirà la sua messa a punto a metà 2016 e si coordinerà ancora una volta con l’interferometro USA.

L’iter scattato nei centri di ricerca statunitensi, dopo aver individuato il segnale, è stato il seguente: una volta catturata l’onda gravitazionale bisogna determinare posizione e origine del fenomeno, in questo momento si avvia un meccanismo di incrocio e condivisione dei dati all’interno di una rete internazionale composta da GEO 600 (Hannover, in Germania), TAMA (Tokyo, Giappone) e Virgo.

Virgo attualmente, come abbiamo detto, è ancora in fase di aggiornamento ma si è dimostrato determinante per lo studio dei dati forniti dai centri di ricerca USA. L’Italia è impegnata dal 1960 nella ricerca di questo fenomeno, da quando lo staff di Edoardo Amaldi costrui le prime antenne.

Oggi abbiamo davanti una certezza, una nuova epoca per l’astronomia e la fisica si è aperta; nella conferenza stampa da Washington è stato detto: “L’universo ci ha parlato per la prima volta“, ora tocca alla ricerca rispondere, l’astronomia potrà utilizzare le onde gravitationali per lo studio del cosmo e tutti aspettiamo con ansia la prossima osservazione, la prossima frontiera.

Gianluigi Marsibilio

(Qui l’articolo pubblicato su Physical Review Letters)