Ovviamente quando ci riferiamo al successo di Einstein ci riferiamo alla sua Teoria della relatività che a più di cento anni dalla sua formulazione gode di ottima salute. La Teoria della relatività generale, quella che riguarda la gravitazione, pubblicata nel 1916, continua a trovare conferme delle previsioni teoriche del genio di Ulm in osservazioni che in passato non erano possibili.
La conferma stavolta viene dall’ESO (European Space Observatory) e in particolare da osservazioni effettuate col VLT (Very Large Telescope).
La ricerca pubblicata su Astronomy & Astrophysics riguarda l’osservazione di una stella (chiamata semplicemente S2) in orbita attorno a Sagittarius A* il buco nero supermassivo al centro della Via Lattea.
In realtà se vi parlo di precessione e conoscete l’argomento, perlomeno vagamente, vi sembrerà di ricordare qualcosa riguardante la precessione e il pianeta Mercurio. Avete ragione si deve parlare di conferma della conferma, che a questo punto possiamo considerare definitiva? Beh in termini di verità scientifiche, che non sono mai dogmatiche e sempre suscettibili di raffinazione, direi di sì.
Ma facciamo un passo indietro per chi non sa nulla dell’argomento, sapete chi è Isaac Newton, sapete della mela (non ci è dato sapere se gli è caduta in testa o no), conoscete la sua Teoria della gravitazione universale. Circa tre secoli dopo arriva Einstein e concepisce la gravitazione in un modo completamente diverso, questo non accadde perché si svegliò col dente avvelenato contro Newton, la teoria di Newton era piuttosto efficiente nel descrivere la realtà ma col passare del tempo le osservazioni astronomiche mostravano delle discrepanze tra teoria e realtà.
Nella teoria newtoniana il fenomeno della precessione del perielio era previsto ma l’astronomo Urbain Le Verrier a metà dell’800 scoprì che nel caso di Mercurio avanzava più velocemente di quanto previsto dalla teoria classica newtoniana, nel 1859 formulò l’ipotesi che un pianeta non ancora scoperto a cui fu dato il nome Vulcano fosse responsabile della discrepanza. Dopo vari falsi allarmi sulla scoperta del fantomatico pianeta, una cinquantina di anni dopo arriva Einstein con la sua teoria che prevede la precessione del perielio esattamente nella misura osservata.
Sarà Karl Schwarzschild (matematico, astronomo e astrofisico tedesco) a fornire una soluzione delle equazioni di campo della Relatività Generale conosciuta come Spazio-tempo di Schwarzschild e a decretare il primo successo di Einstein confermato dalle osservazioni calcolando con esattezza l’angolo di precessione di Mercurio in accordo con le previsioni della Teoria della relatività generale.
Ma cos’è la precessione del perielio? Perielio cioè punto più vicino al Sole, nella teoria della relatività newtoniana un corpo che orbita attorno a un altro lo fa lungo una traiettoria chiusa ellittica immutabile. Sì ho scritto che anche Newton aveva previsto la precessione ma per via delle interazioni tra pianeti, nella teoria di Einstein no, anche nel caso semplice di due corpi e nessuna interazione tra pianeti quello che orbita attorno all’altro a ogni successiva orbita vede spostarsi il punto dell’orbita di maggior vicinanza al corpo principale. In realtà il perielio ruota (questo vuol dire precessione) e se tracciassimo le successive orbite apparirebbe una figura definita a rosetta.
Ora dopo 25 anni di meticolose osservazioni di S2, che dista “appena” 20 miliardi di chilometri da Sagittarius A* e compie un’orbita attorno al buco nero in 16 anni, abbiamo osservato con chiarezza questo movimento nei termini previsti dalla Teoria della relatività generale.
Questa ulteriore conferma oltre a rinnovare il successo di Einstein ha anche un significato pratico per gli astronomi e astrofisici che osservano il centro della nostra galassia e cercano di capire che succede attorno al grande buco nero, se il movimento di S2 segue così fedelmente quanto previsto dalla Relatività generale possono con più sicurezza teorizzare quanta massa invisibile per definizione (ad esempio buchi neri più piccoli e materia oscura) si trova nella regione e dunque capire meglio la formazione del buco nero supermassivo che è il motore della nostra galassia.
Roberto Todini
