Dopo anni di studi, ricercatori negli Stati Uniti e in Europa hanno annunciato una scoperta fondamentale: hanno osservato direttamente l’esistenza delle onde teorizzate da Einstein
Cosa sono le onde gravitazionali
Un’onda gravitazionale è una increspatura nello spazio-tempo, il concetto introdotto nella relatività generale da Albert Einstein per descrivere la struttura quadridimensionale dell’universo: lunghezza, larghezza, profondità e tempo. In pratica lo spazio-tempo è sia il palcoscenico sia il coprotagonista di tutte le cose che succedono nell’Universo. Per spiegare meglio il concetto di onde gravitazionali, i fisici di solito la prendono alla lontana partendo da un’analogia piuttosto efficace: immaginate che lo spazio sia un grande trampolino elastico, uno di quelli di gomma su cui si sprofonda mentre ci si cammina o salta sopra. Se si appoggia un oggetto con massa sulla sua superficie – una palla da bowling, per esempio – questo fa cedere e deformare il tappeto verso il basso, creando una specie di cono. Nell’universo avviene più o meno la stessa cosa: più un corpo celeste ha una massa grande, più lo spazio si incurva e si deforma.
In un sistema solare, la stella intorno cui orbitano i pianeti è di solito l’oggetto più massiccio nei paraggi: la stella crea un’enorme deformazione dello spazio che ha intorno, e di conseguenza condiziona il movimento dei pianeti che le sono vicini. L’analogia del trampolino elastico aiuta anche in questo caso: se lanciate una biglia (un pianeta) vicino a una palla da bowling (la stella) poggiata su un trampolino di gomma, noterete che la pallina non si muoverà in linea retta, ma inizierà a girare intorno alla palla da bowling seguendo una traiettoria circolare nel cono della deformazione, come fosse in orbita (in questa analogia naturalmente la pallina prima o poi raggiunge la palla da bowling a causa della forza di gravità terrestre). Su una scala planetaria molto più grande, questo ci dice che i corpi celesti orbitano intorno ad altri corpi per via della deformazione, cioè della curvatura, dello spazio. L’identificazione nella pratica delle onde gravitazionali non è solo un’importante conferma delle teorie di Einstein: è la via per poterle attuare e sfruttare ai fini di ricerca in una situazione nuova e finalmente completa. Gli astrofisici avranno a disposizione nuovi sistemi per studiare l’Universo, analizzando le onde gravitazionali oltre a quelle elettromagnetiche già studiate da tempo. Ed è forse questo uno degli aspetti più interessanti per la pratica: ogni volta che abbiamo trovato nuovi strumenti e modi per osservare l’Universo, abbiamo scoperto cose che nemmeno immaginavamo. In un certo senso, è come passare dalla semplice osservazione degli animali allo zoo a quella nel loro habitat in libertà. Le evidenze portate da LIGO e VIRGO confermano inoltre che la fisica di Newton, quella che si studia a scuola, è solo un’approssimazione di quella di Einstein, e che è valida solo per corpi con velocità piccole e campi gravitazionali da loro creati deboli.
