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martedì 31 maggio 2016

CI VUOLE UN FISICO — il Blog di Michele Campisi

Michele Campisi

MICHELE CAMPISI - Laureato in fisica teorica a Pisa, ha ottenuto il titolo di Dottore di Ricerca negli Stati Uniti, ed ha lavorato per anni come ricercatore in Germania. Attualmente è Marie Curie Fellow presso la Scuola Normale Superiore di Pisa dove svolge attività di ricerca nel campo della fisica quantistica, grazie al Progetto ``NeQuFluX'' finanziato dalla Comunità Europea.

Le onde gravitazionali esistono davvero !

di Michele Campisi - giovedì 11 febbraio 2016 ore 19:54

E' come un circolo che si chiude per Pisa come luogo della Scienza. Quattro secoli fa Galileo ha gettato le basi del metodo scientifico, ed ha enunciato, primo nella storia della scienza, il principio di relatività. Oggi noto come principio di relatività Galileiano. Nello sviluppare la teoria della relatività ristretta, Einstein ha combinato il principio Galileiano con ulteriori conoscenze acquisite nel frattempo, ad esempio che la velocità della luce è la stessa in tutti i sistemi di riferimento. Questo ha rivoluzionato il modo in cui intendiamo lo spazio ed il tempo che in realtà sono un tutt'uno: lo spazio-tempo quadri-dimensionale. Combinando lo spazio tempo con la forza gravitazionale, Einstein ha poi formulato la teoria della relatività generale, in cui la forza gravitazionale appare come una deformazione dello spazio-tempo. A causa della deformazione una retta puo' diventare una curva chiusa, ad esempio un ellisse, come la traiettoria che la terra compie attorno al sole. Ma non è tutto: secondo la stessa teoria della relatività generale una massa in accelerazione può provocare una curvatura, cioè una increspatura, dello spazio-tempo che si propaga come un'onda. Esattamente come una carica accelerata irradia onde elettromagnetiche, così una massa accelerata irradia onde gravitazionali.

Sono passati ben 100 anni dalla predizione dell'esistenza di tali onde gravitazionali da parte dello stesso Einstein, ma oggi alle 16:30, con una conferenza congiunta tra Cascina (Pisa) e Washinton DC, la collaborazione Ligo/Virgo ha finalmente annunciato l'avvenuta rivelazione di un'onda gravitazionale. Virgo, lo strumento presente nella campagna pisana, al momento del passaggio dell'onda era spento, perchè in fase di upgrade, mentre il segnale è stato captato dai due rivelatori Ligo negli states. I due gruppi hanno collaborato nell'analisi dei dati rilevati, ed hanno concluso che a generare l'onda è stata il collasso di due buchi neri, uno di circa 36 volte la massa del sole, e uno di circa 29, che si sono fusi in un unico buco nero la cui massa è 62 volte la massa del sole. Notate che 36+29 = 65. Dove è andata la massa mancante? La massa rimanente, 3 volte la massa solare, si è trasformata in energia gravitazionale (secondo la note formula E= m c2) irradiata da una onda gravitazionale che ha cominciato ad increspare lo spazio-tempo intorno al luogo dell'impatto, proprio come un sasso lanciato in uno stagno genera un onda circolare sulla superficie dell'acqua. L'evento si è verificato ad una distanza inimmaginabile dalla terra. Tenete conto che l'onda, la quale viaggia alla velocità della luce ha impiegato milioni di anni per raggiungerci! Quindi la fusione dei due buchi neri è avvenuta milioni di ann fa!

Eppure, nonostante la distanza e la debolezza del segnale (la forza gravitazionale è debolissima se comparate alle altre forze fondamentali della natura), Ligo è riuscito a rilevarlo. Questo grazie all'immenso sforzo tecnologico durato decenni per sviluppare interferometri di grandissime dimensioni, capaci di riuscire ad apprezzare uno spostamento della dimensione di un atomo su una distanza pari a quella tra la terra ed il sole!Solo pensare che possa essere fattibile sembra una pazzia. Eppure la caparbietà di tanti fisici ed ingegneri nel perseguire un sogno (un sogno concreto: basato sul ragionamento razionale e le osservazioni sperimentali) hanno dimostrato ancora una volta che i sogni possono diventare realtà. Se perseguiti con dedizione, serietà, costanza, ed il supporto costante e duraturo della società. Questi grandi progetti non sono possibili senza un finanziamento duraturo, a lungo termine e a largo spettro.

Speriamo che i nostri governi, invertano la loro attuale tendenza ad applicare continui tagli alla ricerca che in Italia (uno dei protagonisti indiscusso di questa immane scoperta scientifica, così come di molte altre) purtroppo si sta avviando verso un sempre più veloce collasso... proprio come quello dei due buchi neri.

Michele Campisi

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