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Onde gravitazionali: gli scienziati hanno ascoltato i primi vagiti dell'universo?

Oggi ad Harvard (USA) potrebbe essere annunciata la "scoperta" (sarebbe meglio dire la rilevazione) delle onde gravitazionali primordiali, prodotte nei primi istanti dopo il Big Bang. Ecco che cosa c'è da sapere sull'annuncio (speriamo) bomba.

gravitazionali
Una visualizzazione 3D di onde gravitazionali. In questo caso prodotte da 2 buchi neri. Le onde gravitazionali rappresentano la forza più elusiva che permea l’Universo. Elusiva al punto che solo in casi particolari, come a seguito di eventi gravitazionalmente catastrofici rappresentati, per esempio, dalla collisione fra due buchi neri o due stelle di neutroni, oppure dall’esplosione di una supernova, possiamo sperare di registrarne le increspature. |

Il mondo degli astrofisici è in subbuglio. Alle 17 (ora italiana) di oggi 17 marzo, l’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics potrebbe annunciare una delle più importanti scoperte scientifiche degli ultimi anni. Di che cosa si tratta?
I rumors della comunità scientifica si sono concentrati in queste ore su una voce più insistente delle altre: un team di ricercatori americani avrebbe rivelato le tracce delle onde gravitazionali prodotte nei primi istanti di vita dell'Universo. E lo avrebbe fatto, sempre secondo le voci in circolazione, grazie a Bicep2 (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization), un telescopio sensibile alle microonde installato in Antartide.


 

Einstein aveva (ancora) ragione. Se si trattasse davvero della rivelazione delle onde gravitazionali primordiali, si tratterebbe di una scoperta memorabile. Per due motivi.

Innanzitutto perché finora esiste solo una rivelazione (indiretta) delle onde gravitazionali: si tratta di quelle prodotte da due stelle di neutroni in orbita l'una attorno all'altra a una distanza molto ridotta. Una scoperta che valse ai due autori Russell Hulse e Joseph Taylor il Nobel per la fisica nel 1993.

Anche se queste onde sono state previste già da Einstein nella sua Teoria della relatività generale quasi un secolo fa, e sarebbero emesse da qualsiasi massa in moto accelerato: come appunto un sistema binario di stelle o anche dall'esplosione di una stella come supernova.

Possiamo pensare le onde gravitazionali simili a quelle del mare: come queste ultime producono increspature nella superficie dell'acqua in senso perpendicolare a quello di propagazione dell'onda stessa, quelle gravitazionali si propagano allo stesso modo (ma alla velocità della luce) nello spazio-tempo, “increspandolo” e modificandone la geometria. Una nuova rivelazione di onde gravitazionali, sia pure sempre indiretta (Bicep2 studia la polarizzazione della radiazione cosmica di fondo), darebbe una conferma che la Relatività generale funziona.

 

Onde gravitazionali e big bang
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Forte evidenza dell'inflazione
Ma questa scoperta sarebbe importantissima soprattutto per un altro motivo: le onde gravitazionali rivelate sarebbero nientemeno che quelle prodotte nel Big Bang. Un risultato che consentirebbe di avere finalmente una prova del fenomeno dell'inflazione, la fase di violentissima espansione accelerata che l'universo subì quando aveva soltanto una frazione di secondo, e che è stata teorizzata dagli scienziati per spiegare alcune caratteristiche dell'universo attuale [Leggi l'approfondimento].

 

La genesi del cosmo

La radiazione cosmica di fondo è l’impronta digitale dell’universo appena nato: il suo studio ci permette di riscrivere la genesi del cosmo, i primi istanti, quelli più misteriosi, quelli nei quali il bosone di Higgs diede forma alla materia che conosciamo.

Ecco come potrebbe essere andata

Il modello dell'inflazione (dall'inglese to inflate, cioè gonfiarsi) interpreta in effetti alcuni parametri del cosmo, anche se a molti è sempre sembrata una teoria ad hoc, perché nessuno sa dire quale sia il motivo per cui l'inflazione è avvenuta.

Le onde gravitazionali primordiali potrebbero tuttavia rappresentare la prova che l'inflazione c'è stata davvero, perché solo quest'ultima sarebbe in grado di amplificare tali onde in modo da renderle rivelabili ai nostri strumenti, quasi 14 miliardi di anni dopo che sono state emesse.

 

E se non fosse questa la notizia?
Tutte queste sono ovviamente speculazioni da addetti ai lavori. Occorrerà aspettare la conferenza stampa. Che - se masticate di astrofisica - potete seguire in diretta a questo link.

 

In questa tavola, che potete ingrandire cliccando qui, abbiamo raccolto la storia dell'Universo dal Big Bang a oggi in 10 fasi

 

17 marzo 2014 | Gianluca Ranzini