L'Einstein Telescope avrà una sensibilità cento volte maggiore rispetto agli attuali rilevatori
E’ una delle imprese più difficili e affascinanti che fisici e astrofisica abbiano davanti e nonostante la mancanza di successi insistono per arrivare ad un risultato. Stiamo parlando della caccia alle onde gravitazionali per le quali gli scienziati italiani hanno una tradizione che risale a Edoardo Amaldi e all’Università di Roma dove da tempo si lavora su questo fronte. Inoltre, vicino a Pisa è in attività l’antenna Virgo nato da un progetto dell’Istituto nazionale di fisica nucleare assieme agli scienziati francesi. E questa stazione condivide il lavoro con i tre interferometri americani LIGO, ampliando le possibilità di intercettazione.
IN EUROPA – In Europa è in funziona anche un altro osservatorio, GEO600, nato da una collaborazione tra tedeschi e britannici. Ma nonostante i grandi sforzi internazionali finora le famose onde gravitazionali sono sfuggite alla cattura. Queste sono previste dalla teoria generale della relatività e dovrebbero essere emesse da un corpo materiale accelerato, un po’ come una carica elettrica accelerata lancia onde elettromagnetiche. Tali onde, poi, dovrebbero diffondersi nello spazio attraverso un gravitone. Finora né le onde né il gravitone sono stati rilevati con sicurezza.
EINSTEIN TELESCOPE – Per affrontare con mezzi più adeguati la sfida il settimo programma quadro di ricerca dell’Unione Europea ha assegnato tre milioni di euro per uno studio preliminare dell’Einstein Telescope, cioè un osservatorio europeo specificatamente dedicato alla ricerca delle onde gravitazionali. «E’ la terza generazione di questo tipo di osservatori ed avrà una sensibilità cento volte maggiore rispetto agli attuali rilevatori», nota Michele Punturo, coordinatore scientifico del nuovo progetto. «Oltre a consentire la verifica della teoria della relatività generale – aggiunge Harald Luck, vicecoordinatore scientifico dello strumento – l’osservazione delle fantomatiche onde permetterebbero per la prima volta di dare uno sguardo alla prima infanzia dell’Universo».
Fonte: http://www.corriere.it/scienze_e_tecnologie/08_ottobre_16/onde_gravitazionali_5f52458a-9b90-11dd-a5ca-00144f02aabc.shtml
Che cosa sono le onde gravitazionali ?
Oggi è noto che ciò che un’onda trasporta è energia e quantità di moto. Si ricava dalle equazioni di Maxwell per l’elettromagnetismo che un’onda elettromagnetica nel vuoto si propaga con velocità c=1/(00)1/2 (velocità della luce nel vuoto) e che ciò che si propaga è il campo elettromagnetico stesso. Einstein, delle cui maggiori scoperte si celebra quest’anno l’anniversario , con la teoria della relatività e con la formalizzazione dell’ interazione gravitazionale, ha dimostrato che una massa in moto, in opportune condizioni, emette onde gravitazionali che si propagano alla velocità della luce.
Si può cioè pensare che una massa accelerata emetta onde gravitazionali così come una carica accelerata emette onde elettromagnetiche. Tuttavia, l’analogia tra le onde gravitazionali e le onde elettromagnetiche finisce qui, per la diversa natura dei campi gravitazionale ed elettromagnetico. Ad esempio ricordiamo che una caratteristica peculiare della forza di gravità, consiste nell’essere puramente attrattiva. La forza elettromagnetica, invece, può essere sia attrattiva che repulsiva a seconda che siano in gioco “cariche” di segno opposto od uguale.
La forza gravitazionale quindi non può essere schermata come facciamo con quella magnetica . Possiamo pensare ad un’onda gravitazionale come ad un’increspatura dello spazio-tempo, che, propagandosi, ci fornisce informazioni sulla variazione del campo gravitazionale. In sostanza, quindi, senza entrare in complessi calcoli tensoriali, possiamo concludere che, mentre un’onda elettromagnetica si propaga nello spazio-tempo, un’onda gravitazionale è una modificazione dello spazio-tempo.
Lo studio delle onde gravitazionali è assai complesso: esse infatti sono generate non solo dall’accelerazione della massa, ma anche dalle velocità e dalle variazioni nel tempo delle accelerazioni ed è inoltre necessario che la loro distribuzione sia asimmetrica. Un collasso gravitazionale sferico, infatti, non genera onde gravitazionali, mentre per generare un’onda elettromagnetica è sufficiente che il prodotto delle cariche per la somma vettoriale delle accelerazioni sia diverso da zero. In pratica, poi, le onde gravitazionali sono debolissime e questo implica che è estremamente difficile rivelarle e studiarle. La potenza (energia per unità di tempo) di queste onde è infatti inversamente proporzionale alla quinta potenza della velocità della luce, pertanto non si può produrle in laboratorio con masse piccole.
L’osservazione della onde gravitazionali richiede deve dunque essere rivolta ad oggetti cosmici, con strumenti di elevatissima precisione .
(Maria Pia De Pascale – Fisico)
Fonte: http://scienzapertutti.lnf.infn.it/risposte/ris269.html