LE ONDE GRAVITAZIONALI
L'11 febbraio 2016 gli scienziati del LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) hanno annunciato di aver trovato, a un secolo dalla loro formulazione teorica, le prove sperimentali dell'esistenza delle onde gravitazionali, le increspature nel tessuto dello spazio-tempo già teorizzate da Einstein.
L'onda gravitazionale è una perturbazione dello spazio-tempo che si propaga con carattere ondulatorio.
Le onde gravitazionali si propagano nella struttura geometrica dello spazio modificando la distanza spaziotemporale di due punti vicini, facendola oscillare attorno a valori di riferimento. In questo caso, l'equazione delle onde è tensoriale (10 componenti), poiché deve tener conto di tutte le possibili dipendenze della distanza dalle coordinate. In base alle equazioni della Relatività Generale, la velocità delle onde gravitazionali coincide con la velocità della luce c (che nel vuoto ha un valore di 299792458 m/s).
Di conseguenza, le onde gravitazionali sono sempre onde trasversali: le distorsioni provocate localmente dal passaggio di un'onda sono sempre perpendicolari alla sua direzione di propagazione.
La verifica sperimentale dell'esistenza delle onde gravitazionali ha fornito un'ennesima conferma della teoria della relatività generale e aperto nuove prospettive di studio in campo astrofisico.
Immaginare le onde gravitazionali è un processo complesso. Provate a pensarle come tracce di "vibrazioni". Così come un'onda elettromagnetica permette di risalire alle vibrazioni del campo elettromagnetico che l'hanno prodotta, le onde gravitazionali consentono di osservare la distorsione dello spazio-tempo, stiracchiato e compresso dalle perturbazioni della forza di gravità che si propagano per l'Universo.
Le sorgenti di onde gravitazionali sono in genere grandi masse che subiscono grandi accelerazioni. Le fonti più note sono sistemi binari di buchi neri che orbitano l'uno attorno all'altro fino a collidere. Al centro della notizia del febbraio 2016 c'è stata la rilevazione “delle onde gravitazionali prodotte nell'ultima frazione di secondo del processo di fusione di due buchi neri, di massa equivalente a circa 29 e 36 masse solari.”
I due colossi si sono fusi in un unico buco nero ruotante più massiccio di circa 62 masse solari, dove le 3 masse solari mancanti al totale della somma equivalgono all'energia emessa durante il processo di fusione dei due buchi neri, sotto forma - appunto - di onde gravitazionali.
Anche le stelle di neutroni, corpi estremamente densi che ruotano su se stessi molto rapidamente, possono dare origine a queste increspature: l'irregolarità sulla loro superficie provoca onde gravitazionali periodiche nel tempo (mentre in una fusione o collisione, l'intensità delle onde rilevate cresce progressivamente fino al "botto finale"). Le supernove, stelle in fin di vita, generano onde gravitazionali brevi e intense ("burst"). Una sorta di eco gravitazionale potrebbe rimanere anche dal Big Bang, più debole e più equamente distribuito.
