Osservatorio di Brera: A caccia di onde gravitazionali

Di onde gravitazionali se ne parla da quasi un secolo. Sono, infatti, una conseguenza della relatività generale di Einstein del 1916 ed erano note allo stesso buon Albert. Al momento non sono state ancora osservate direttamente⁽¹⁾, però ci sono in giro un paio di esperimenti che sono concentrati proprio sulla ricerca di questo tipo di onde. Uno è LIGO⁽²⁾, un esperimento che si basa sull'interferenza tra raggi laser che viaggiano per chilometri nei deserti della Louisiana, e poi c'è il suo analogo, l'interferometro italiano VIRGO⁽³⁾. E' a quest'ultimo esperimento che Giovanni Losurdo dell'INFN di Firenze sta collaborando, ed è proprio di onde gravitazionali che verrà a parlare a Palazzo Brera il 16 novembre alle 18 presso la Sala Delle Adunanze dell’Istituto Lombardo (capienza: 100 posti) in via Brera 28, a Milano, con una conferenza dal titolo: I segreti dell’universo oscuro: a caccia di onde gravitazionali:

E’ passato quasi un secolo da quando Einstein ha previsto l’esistenza delle onde gravitazionali, minuscole increspature dello spazio-tempo, che si propagano alla velocità della luce. Da decenni si sta cercando di rivelarle, usando tecnologie diverse e sempre più avanzate. Ma questo non è ancora avvenuto. Tuttavia, oggi siamo convinti che la scoperta sia a un passo, grazie ai rivelatori interferometrici di seconda generazione (Advanced Virgo, in Italia e Advanced LIGO). Oltre a dare una conferma clamorosa della teoria di Einstein la rivelazione diretta delle onde gravitazionali avrebbe una portata enorme per l’osservazione del cosmo. Consentirebbe infatti di aprire una finestra su quell’universo oscuro che non si lascia osservare in altro modo. Potremo cioè comprendere buchi neri e stelle super-dense, guardare indietro nel tempo, fino ai primi istanti della vita dell’universo. E le sorprese non mancheranno.

Losurdo, quello stesso pomeriggio, sarà anche ospite dell'Osservatorio, dove invece terrà una conferenza dal titolo The search for gravitational waves: Opening a new window on the Universe:

A worldwide effort to detect gravitational waves is ongoing. The km-scale interferometric detectors, LIGO and Virgo, have been taking data in the last years. The data collected so far have allowed to put upper limits on several sources, but no detection has been claimed. The era of first generation of interferometric detectors is now over. Remarkable results have been achieved: the design sensitivities have been approached (and in some cases even exceeded) together with good robustness and reliability. A world wide network of detectors has been realized and agreements with optical and radio telescopes, X and gamma satellites, neutrino detectors have been signed to realize a multi-messenger analysis of the events. The scenario for the next years is very exciting. The projects to upgrade LIGO and Virgo to second generation interferometers, capable to increase the detection rate by a factor ~1000 have been funded and their construction has started. A new cryogenic and underground interferometer will be realized in Japan and the option to move one LIGO interferometer in India is being considered. In this seminar we will review the results of the research done so far and discuss the perspectives of the advanced detectors towards the final goal: opening a new window on the universe and start the gravitational wave astronomy.

Prima di lasciarvi alle informazioni sul conferenziere, una piccola curiosità: in Gravitational Waves: Theory, Evidence, and Possibilities Jeroen Burger suggerisce che le onde gravitazionali potrebbero risolvere la crisi energetica: in fondo la capacità di rilevarle ci consentirebbe anche di sviluppare strumenti per sfruttarne l'energia che trasportano, quindi l'idea non è così campata in aria e questo rende interessante anche portare avanti la ricerca sulle onde gravitazionali. D'altra parte questo potrebbe rispondere alla filosofica domanda A cosa serve la scienza?, anche se solo per quel che riguarda questa specifica linea di ricerca⁽⁴⁾.

Giovanni Losurdo è Project Leader di Advanced Virgo, l’interferometro gravitazionale di seconda generazione in fase di realizzazione a Cascina (Pisa). Ha conseguito il PhD in fisica presso la Scuola Normale Superiore di Pisa e oggi è Primo Ricercatore dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Sezione di Firenze).

(1) In effetti c'è una osservazione indiretta, quella legata con il sistema binario di pulsar scoperto nel 1974 da Russell Alan Hulse e Joseph Hooton Taylor, Jr., che hanno ottenuto il Nobel per la fisica nel 1993 proprio grazie a questa scoperta. Come fanno osservare Weisberg e Taylor nel preprint Relativistic Binary Pulsar B1913+16: Thirty Years of Observations and Analysis, i dati provenienti dal sistema si sono rilevati in perfetto accordo con le previsioni della relatività generale e delle onde gravitazionali.
(2) Alex Abramovici et al. LIGO: The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, Science, Vol. 256 no. 5055 pp. 325-333 (1992)
(3) C. Bradaschia et al. The VIRGO Project: A wide band antenna for gravitational wave detection
(4) A voler essere pignoli, comunque, la ricerca delle onde gravitazionali è una di quelle tipiche ricerche di fisica fondamentale che ha trovato solo nel corso dei decenni una possibile ricaduta pratica.