Tutto l’universo per chi ha poco spazio tempo by Sandra Savaglio

autore:Sandra Savaglio [Savaglio, Sandra]
La lingua: ita
Format: epub
ISBN: 9788852091131
editore: Mondadori

Advanced LIGO trova le onde gravitazionali

Il segnale di onde gravitazionali battezzato GW150914 è stato estremamente preciso e anche abbastanza intenso. In un intervallo di tempo durato una frazione di secondo, i due apparati LIGO sono stati capaci di misurare uno “stiramento” dello spazio percorso dalla luce laser di una parte su 1021. Detto in termini tecnici, questo corrisponde alla capacità di misurare il ritardo del segnale (o variazione di lunghezza d’onda della luce, o anche distanza tra gli specchi dove viaggia il fascio laser) con una precisione 10 mila volte superiore alle dimensioni del protone. Ovvero, è come se fossimo in grado di misurare la distanza della stella più vicina alla Terra (Proxima Centauri, 4,25 anni luce, in metri: 4 × 1016 m) con la precisione di 40 μm (4 × 10-5 m, quindi lo spessore di un capello).

Il progetto Advanced LIGO coinvolge oltre mille scienziati in diversi istituti sparsi in molti paesi in tutto il mondo. Al momento dell’arrivo di GW150914, negli Stati Uniti era notte. Ad Hannover, in Germania, dove esiste un importante gruppo scientifico dedicato, un giovane ricercatore italiano, Marco Drago, con un dottorato in fisica ottenuto all’università di Padova, stava pranzando davanti al computer analizzando l’immensa mole di dati che avevano iniziato a confluire da Advanced LIGO. Marco è stato estremamente bravo ad accorgersi che c’era qualcosa di insolito. Stava guardando per la prima volta un’onda gravitazionale di origine cosmica. Di durata di circa 200 millesimi di secondo, mostrava diverse oscillazioni (frequenza tra 35 Hertz e 250 Hertz). Esse corrispondono agli ultimi giri (meno di 10) di due buchi neri l’uno intorno all’altro, prima della fusione finale, quando l’intensità è massima, seguita dalla pace totale.

La frequenza dell’oscillazione è in grado di dirci con una certa precisione (errore di circa il 14%) quale sia la massa iniziale dei due buchi neri, ossia 36 e 29 volte la massa del Sole. Dall’intensità del segnale e dalla sua durata è stato possibile determinare la velocità di rotazione del sistema, che prima della fusione è arrivata a un valore massimo pari al 70% della velocità della luce (niente meno che 210 mila km/s). La massa del buco nero rimasto dopo la fusione risulta essere 62 volte quella del Sole (incertezza del 6%), per cui l’equivalente di 3 masse solari è andato perso in energia trasportata dalle onde gravitazionali (ricordate sempre che E = mc2), disperse nello spazio in tutte le direzioni. La provenienza del segnale è estremamente incerta, altrettanto dicasi per quanto riguarda la distanza che è approssimativamente 1,4 miliardi di anni luce.

Il problema del rumore non è da poco e riguarda le diverse fonti di oscillazioni che si trovano intorno ai laboratori. Ad esempio, le vibrazioni generate da tutti i motori nei pressi dei rilevatori. Oppure le sorgenti di corrente elettrica (frequenze dell’ordine di 60 Hertz, valori nel range misurato), poi le vibrazioni sismiche, quelle termiche e anche quelle degli atomi di cui sono costituiti gli specchi dei laboratori. La somma totale di queste fonti di rumore prese tutte

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