Scienza e ricerca

L'immagine, simulata al computer, della collisione di due buchi neri che ha provocato l'onda gravitazionale poi captata dai sensori di Ligo. Foto: Reuters/The SXS (Simulating eXtreme Spacetimes) Project /Handout

Scienza e ricerca

Le onde gravitazionali, due anni dopo

14 settembre 2017

Un grafico con un picco e l’indicazione di alcuni valori, apparentemente niente di più. Dietro si cela una delle più importanti scoperte degli ultimi anni, ma solo alcuni ricercatori al mondo possono capirne la portata. In Italia sono le 11.51 del 14 settembre 2015 quando i due enormi interferometri del progetto LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), due strumenti con un lato di quattro chilometri ciascuno posti a migliaia di miglia di distanza tra loro negli Stati Uniti, captano qualcosa di strano dal cielo. Alle 11.53 il sistema computerizzato genera automaticamente una e-mail di segnalazione: i primi ad aprirla e a rendersi conto di quello che sta succedendo sono Gabriele Vedovato, fisico dell’INFN di Padova, dal suo laboratorio di Legnaro, e Marco Drago, laureato e addottorato a Padova, in quel momento in forza all’Albert Einstein Institute di Hannover. Alle 12.02 Vedovato si collega in chat via Skype con il collega: “WOW!!!” scrive; “wow” commenta Drago. Sono loro a dare l’allarme a centinaia di studiosi in tutto il mondo. “Abbiamo visto insieme per la prima volta una GW”, scrive Vedovato alle 12.12.

GW sta per Gravitational Wave, onda gravitazionale: l’oggetto misterioso a cui gli scienziati di tutto il mondo danno la caccia da un secolo. Oggi sono passati esattamente due anni da quel fatidico evento, che però sarebbe stato comunicato al mondo solo l’11 febbraio 2016 (e di cui anche il Bo diede ampia notizia), dopo quasi cinque mesi di verifiche e di controlli. Era il culmine di una storia di scienza ma anche di passione e di tenacia, di conquiste e di cadute, che oggi viene raccontata nel dettaglio dal giornalista Alessandro Macciò in Primi a vederle. Le onde gravitazionali, la scoperta del secolo e i ricercatori del gruppo INFN Padova-Trento, appena pubblicato dalla Padova University Press. A partire dai presupposti storici e scientifici: da quel 1916 in cui Albert Einstein pubblica la sua teoria della relatività generale, ridisegnando completamente anche il nostro modo di concepire la forza di gravità e quindi le forze che regolano l’universo. È da lì che nasce l’intuizione che oggetti estremamente grandi e massicci sottoposti ad accelerazione gravitazionale, come buchi neri e stelle, producano muovendosi delle increspature nello spazio-tempo che si trasmettono in tutto l’universo proprio come le onde prodotte da un sasso in un lago.

 

Nell’immagine: lo scambio in chat tra Gabriele Vedovato e Marco Drago.

L’intuizione è giusta, ma per un secolo mancheranno gli strumenti adeguati per verificarla. A partire dagli anni Cinquanta inizia una gara mondiale per costruire apparecchiature migliori e sempre più sensibili: fino a quel fatidico 14 settembre, in cui “la cosa” appare per la prima volta sugli schermi dei ricercatori italiani. E non si tratta di un caso, dato che proprio i laboratori INFN di Legnaro sono da quasi 30 anni uno dei fari della ricerca sulle onde gravitazionali, complici le intuizioni di Edoardo Amaldi, uno dei “ricostruttori” della fisica italiana nel dopoguerra, e di quel Massimo Cerdonio che è considerato uno dei pionieri italiani nella ricerca sulle GW. Una storia, quella del gruppo di lavoro di Legnaro, che nasce dalla collaborazione tra le due sedi INFN di Padova e Trento, e che si snoda dal 1988 fino a oggi. Un percorso non privo anche di difficoltà e di infortuni, come quello che intorno al 1999 causa un guasto grave ai macchinari del progetto Auriga, provocando il blocco del programma per quattro anni. Un tempo che fa perdere contatto con il gruppo di testa dei laboratori mondiali (spesso dotati di un organico più numeroso e meglio finanziati), ma che non segna affatto la fine del gruppo di ricercatori trentino-padovani, che da Legnaro si dedicheranno al nuovo progetto italo-francese Virgo, creato intorno alla nuova tecnologia degli interferometri. Fino appunto all’apoteosi di due anni fa, che ha coronato la carriera – e diremmo anche la vita – di un’intera generazione di studiosi.

Dopo due anni cosa rimane di quei momenti? “Quando vivi un evento del genere, all’inizio forse non te ne rendi conto – racconta oggi al Bo Gabriele Vedovato, protagonista di quella scoperta che ha anche collaborato al libro di Macciò –. Dopo 25 anni di ricerca in questo campo,  avevo anche messo in conto che avrei potuto non giungere mai a vedere le onde gravitazionali, figuriamoci esserne tra i primi testimoni”. Durante questi due anni, che passi sono stati fatti nella ricerca? “Importantissimi. Innanzitutto, a poche settimane dal primo, abbiamo registrato tracce di onde gravitazionali anche durante un secondo e forse anche un terzo evento, anche se quest’ultimo per il momento non è ancora completamente confermato. Inoltre il 25 agosto 2017 si è conclusa una seconda campagna osservativa, di cui stiamo analizzando i dati in questi giorni”.

La novità principale è che dal 1° agosto, ai due apparecchi americani di Harford e Livingston, che hanno portato alla scoperta delle GW, si è aggiunta anche la versione aggiornata del terzo interferometro situato a Càscina, in provincia di Pisa, nell’ambito del progetto europeo Virgo: “Un avvenimento che in quanto italiano mi riempie di orgoglio e che aumenta la nostra capacità di localizzare la sorgente e la direzione da cui sono emesse le onde gravitazionali. Potremo dire con più esattezza ai gruppi di astronomi di tutto il mondo con cui siamo in contatto dove puntare gli strumenti, per vedere cosa sta succedendo in quel quadrante”. In questo modo cosa si può ottenere? “È come aggiungere l’udito alla vista: più sensori abbiamo e meglio riusciamo a capire l’evento che stiamo osservando. Soprattutto nello studio delle stelle a neutroni, che rilasciano anche onde elettromagnetiche”.

La possibilità di vedere le GW insomma è uno nuovo strumento per comprendere l’universo: “Senza retorica, siamo nella stessa situazione di Galileo con il cannocchiale: abbiamo uno strumento nuovo che ci permette di vedere quello che prima era invisibile. Ci aspettano sicuramente ancora molti anni di scoperte straordinarie”.

Intanto tra poche settimane si sapranno i nomi del nuovo Nobel per la fisica, e tornano a farsi insistenti le voci di un’attribuzione del prestigioso premio ad alcuni degli scienziati che si sono maggiormente distinti proprio nell’osservazione delle onde gravitazionali, come Kip Thorne del Caltech, (noto anche per essere stato consulente del film Interstellar), Rainer Weiss del MIT e Barry Barish. Comunque vada a finire, i “primi a vederle” resteranno sempre loro: Gabriele Vedovato e Marco Drago da Padova.

Daniele Mont D’Arpizio