C'è un'onda nel cielo: da oggi l'Universo non sarà più lo stesso

Delle numerose frasi a effetto ricondotte a Einstein, ne sarà vera una su cento. Ma è indubbio che il grande scienziato ha consegnato all'umanità una teoria straordinaria: l'energia corrisponde alla massa di un corpo moltiplicata per la velocità della luce elevata al quadrato. Senza essere dei fisici chiunque può comprendere la portata dell'enunciato: vuol dire che un corpo sparato a folle velocità a un tratto si trasforma in energia pura. Per avere la conferma di una tesi tanto azzardata si dovette aspettare l'eclisse del 29 maggio 1919.

Alla fine Einstein divenne Einstein proprio perché predisse con successo che la gravità fosse in grado di attrarre non solo corpi dotati di una certa massa, ma anche la luce. Ebbene, sono passati da allora 97 anni. E proprio oggi abbiamo di nuovo il piacere di convalidare il paradigma einsteniano: grazie alle cosiddette onde gravitazionali, individuate per la prima volta il 14 settembre 2015.Sono vibrazioni che si propagano nello spazio, provenienti da sorgenti lontanissime come buchi neri, supernove o pulsar. Più precisamente arrivano da masse in accelerazione, come due stelle che ruotano intorno allo stesso centro di massa. La scoperta ci presenta una visione nuova del cosmo. Lo studio delle onde gravitazionali potrebbe, infatti, aiutare a comprendere com'è nato l'universo, e dare un senso (anche se siamo ancora molto lontani) alla cosiddetta «gravità quantistica» che tenta di unificare il modello standard delle particelle fondamentali alla relatività generale einsteiniana.

«Le onde gravitazionali trasportano intatta l'informazione del fenomeno che le ha prodotte e per questo ora abbiamo uno strumento molto potente per studiare l'universo, sia da un punto di vista astrofisico che cosmologico», ci spiega Pia Astone, primo ricercatore dell'Infn di Roma. «La rivelazione ha portato con sé un'altra scoperta importante, quella della fusione di due buchi neri. È, dunque, molto probabile che continueremo ad avere delle sorprese ed è possibile che arriveremo a sapere qualcosa in più sull'universo primordiale». Lawrence Krauss, cosmologo dell'Università dell'Arizona, con un tweet aveva anticipato al mondo l'importante scoperta. Le onde gravitazionali possono modificare lo spazio-tempo. È la prova che la velocità della luce, la forza di gravità e la geometria del cronotopo sono unità sinergiche e complementari. La forza di gravità, in particolare, può essere intesa come una curvatura dello spazio-tempo, provocata dalle masse che la riguardano. Difficile semplificare, ma potremmo riferirci a un foglio di carta sul quale lasciamo cadere delle biglie. La gravità subita dai corpi sferici produce un avvallamento del foglio, idealmente assimilabile alla dimensione spazio-temporale.

Ligo, acronimo di Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, è il protagonista. È un interferometro, strumento in grado di studiare gli effetti di composizione delle onde, in questo caso finalizzato alla comprensione di quelle gravitazionali; che risultano particolarmente difficili da analizzare perché molto più deboli di quelle elettromagnetiche o nucleari. Ligo, battezzato dal California Institute of Technology e dal Mit di Boston, funziona dal 2004. Consiste in un lungo tunnel a forma di L, caratterizzato alle estremità da due specchi capaci di rivelare, con l'ausilio di raggi laser, le onde gravitazionali. La missione è stata portata a termine grazie alla captazione di onde gravitazionali derivanti da due giganteschi buchi neri, dopo un viaggio di centinaia di milioni di anni luce.

Perché sono così importanti le onde gravitazionali? Perché a differenza di molte altre onde non vengono «catturate» dallo spazio, dandoci l'opportunità di indagare fenomeni astronomici riferibili agli albori dell'universo.