Nuova osservazione di onde gravitazionali: la Teoria della Relatività tiene

L’articolo pubblicato lo scorso primo giugno su Physical review letters che rende conto del rilevamento di onde gravitazionali provenienti da due buchi neri che si fondono (evento a cui è stata assegnata la sigla GW170104) fallisce l’intento di mettere in crisi la Teoria della Relatività Generale di Albert Einstein mentre “mette in crisi” i fisici moderni a proposito della nostra conoscenza dei buchi neri.
Sono anni che gli scienziati cercano di smentire la Teoria della Relatività, non lo fanno perchè odiano Einstein o perchè sono invidiosi, ma perchè è così che funziona la scienza, le Teorie devono essere testate e testate ancora, quando Einstein formulò la sua teoria non avevamo i mezzi per sottoporla a verifiche sperimentali, si trattava di un lavoro interamente teorico (che però spiegava meglio della fisica newtoniana ciò che osservavamo), del resto lo stesso genio di Ulm lo sapeva bene ed anzi lasciò detto che la sua teoria era un tutto unico e che man mano che si fossero messe a verifica le previsioni se anche solo una si fosse dimostrata sbagliata sarebbe stato inutile cercare di emendarla, avrebbe voluto dire che l’intera teoria era sbagliata. Ad esempio una delle prime previsioni che venne confermata fu quella della dilatazione del tempo, cioè il tempo che scorre più lentamente fino praticamente ad arrestarsi viaggiando alla velocità della luce, noi non siamo in grado nemmeno lontanamente di avvicinarci a velocità relativistiche, in compenso abbiamo degli orologi precisissimi che misurano infinitesime frazioni di secondo, gli orologi atomici, ne abbiamo sincronizzati due poi ne abbiamo messo uno su un jet e lo abbiamo fatto volare velocissimo (per i nostri standard) indovinate un po’? L’orologio che ha volato quando è stato portato a terra non era più sincronizzato col gemello, aveva rallentato.

La teoria della relatività, le onde gravitazionali e LIGO
Le onde gravitazionali sono un’altra previsione della Teoria della Relatività, provare la loro esistenza (o provare che non esistono e buttare al macero la teoria di Einstein) si rivelò subito molto più difficile, la gravità è la più debole tra le quattro interazioni fondamentali della natura (interazione nucleare forte, interazione elettromagnetica, interazione nucleare debole e interazione gravitazionale) , per decenni gli scienziati hanno temuto che fosse un’impresa impossibile … ma l’ingegno umano sembra non avere limiti ed è arrivato LIGO.
LIGO ( Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) è un osservatorio/esperimento con sede negli USA (ma collaborano anche istituzioni britanniche e australiane) , il nome è abbastanza esplicativo mi pare su quale sia il suo scopo e sulla tecnologia su cui si basa. Mi limito ad aggiungere che ha due sedi abbastanza lontane tra loro, una nello stato di Washington (dunque costa ovest degli USA), l’altra in Louisiana (dunque Golfo del Messico), propagandosi le onde gravitazionali alla velocità della luce questo significa un ritardo di pochi millisecondi di una stazione rispetto all’altra nel rilevare il segnale, ma noi siamo molto bravi a calcolare i tempi, ricordate? Grazie a quel ritardo siamo anche in grado di dire da che direzione veniva l’onda gravitazionale. GW170104 non è il primo evento che riusciamo a registrare, infatti avevamo già pubblicato un articolo quando arrivò l’annuncio che le onde gravitazionali sono realtà, però è certamente il più intenso.

Che cosa hanno cercato gli scienziati nel segnale da GW170104
Einstein non si limitò a prevedere l’esistenza delle onde gravitazionali, ci disse anche qualcosa su di loro, in particolare che non importa quanto sia grande la distanza percorsa o il fatto che l’universo sia in espansione, a differenza di altre onde le onde gravitazionali non dovrebbero mostrare dispersione (cioè nessun cambio nella lunghezza d’onda) e in effetti LIGO non ha potuto trovarne alcuna. La Teoria della Relatività ha superato un’altra prova! Almeno per ora, siamo davvero agli inizi dei nostri studi sulle onde gravitazionali, il fatto che da GW170104 non sia stata rilevata dispersione non vuol dire che non esista.
Nuovi misteri sui buchi neri
Se GW170104 ha fallito nello sconfessare Einstein ha dato molto da pensare sulla nostra conoscenza dei buchi neri, qui entreremmo molto nel tecnico, mi tengo in superficie con la spiegazione, basterà dire che ormai abbiamo osservato diversi buchi neri e che due buchi neri che si fondono ci aspettiamo raggiungano un certo allineamento prima che si arrivi alla fase finale della fusione, invece in GW170104 abbiamo osservato un disallineamento che ora dovrà essere spiegato.

Alcune delle ipotesi che stanno circolando è che non si tratti di una coppia di buchi neri originatisi da un sistema binario, ma che si tratti di buchi neri molto antichi che hanno vagato a lungo prima di trovare il compagno. Un’altra ipotesi è che questi buchi neri non vengano nemmeno da stelle, chi sostiene questa ipotesi pensa che neanche tutta l’età dell’universo è abbastanza perchè due buchi neri originati da stelle lontane si incontrino vagando, questi scienziati ipotizzano invece che si siano originati dei buchi neri da aree in cui il plasma primordiale che c’era subito dopo il Big Bang (prima che l’universo iniziasse a raffreddarsi e la materia a diradarsi nell’universo in espansione) era molto denso.