Pellicola trasparente e ombrellone. Le onde gravitazionali spiegate a chi ancora ci ha capito poco

Bucare lo spazio tempo non succede spesso, ma quando succede gli occhi dei fisici diventano come l’occhio di Sauron; perché i buchi neri sono il do di petto delle onde gravitazionali. Teniamo i piedi per Terra. L’aver “sentito” le onde gravitazionali non cambierà la nostra esistenza ancora per un bel po’.
Pellicola trasparente e ombrellone. Le onde gravitazionali spiegate a chi ancora ci ha capito poco

Il fisico Albert Einstein che aveva previsto l'esistenza delle onde gravitazionali

Hai letto? Sì, dicono di aver finalmente sentito le onde gravitazionali. E che dicono? La sensazionale scoperta è stata prevista teoricamente da un certo Albert Einstein circa un secolo fa (si, c’erano già i Pooh). Fu lui a ipotizzare che la forza gravitazionale – la stessa forza che fa stare nel piatto la carbonara – avesse un comportamento molto simile a quello ondulatorio. Ondulatorio non è proprio un termine affascinante ma spiega il comportamento di molti fenomeni della vita di tutti i giorni: dal clacson dell’auto alla rete WiFi, dalla radio che passa Neil Young alla rete 4G con cui guardiamo un video su Youtube e dulcis in fundo il comportamento della luce.

 


Una simulazione al computer delle onde gravitazionali emesse dalla collisione di due stelle (Fonte: Ligo)


 

Proviamo a pensare cosa volesse dire nel 1916 affermare che “qualsiasi corpo dotato di massa può curvare lo spazio-tempo”. Certo di spazio-tempo non è che se ne parli tutti i giorni davanti al caffè ma basti sapere che con questo termine esotico si vuole indicare un “evento super partes” dove spazio e tempo sono indifferenti, anzi relativi.

 

La curvatura dello spazio-tempo si può idealizzare come una pellicola trasparente: gli oggetti si “appoggiano” sulla pellicola che si flette di più o di meno (si increspa) a seconda della massa dell’oggetto. Questo comportamento “elastico” dello spazio-tempo fu registrato per la prima volta durante l’eclissi di sole del 1919: in quell’occasione magicamente si vide spuntare il segnale luminoso di un’altra stella.

 


Il rumore emesso dalle onde gravitazionali registrato da Ligo lo scorso 14 sttembre 2015


 

Per rendere l’idea mettiamo il caso che un ombrellone da spiaggia generasse un fortissimo campo gravitazionale: vorrei provare a coprirmi dal sole ma tutte le volte il sole apparirebbe magicamente di lato. Non è magia, è fisica. Non è un ombrellone, è un oggetto dotato di una grande massa.

 

Lo spazio-tempo è molto elastico: si comporta molto bene con la maggior parte degli oggetti che vagano nello spazio. Fissiamo delle proporzioni realistiche per immaginare le masse in gioco: se il Sole fosse grande come un anguria da 10 chilogrammi la Terra sarebbe uno dei suoi semini. Ma nello spazio si possono trovare oggetti con masse ben più grandi di quelle del sole, e di molto. Corpi con centinaia di masse solari sono in grado di curvare la pellicola in modo più o meno catastrofico. E se la pellicola trasparente per qualche strano fenomeno si bucasse? Una singolarità nello spazio-tempo è il cosiddetto “buco nero”, questo sconosciuto.

 


Corpi con centinaia di masse solari sono in grado di curvare la pellicola in modo più o meno catastrofico (Fonte: Ligo)


 

Al crescere della massa si può giocare a basket nell’universo. Anche il buco nero è “previsto dalla teoria”. Ci sono fenomeni previsti e spiegati teoricamente che stanno attendendo la tecnologia per poterli provare sperimentalmente: forse è proprio questo uno dei motivi per cui i fisici fanno festa quando avviene una scoperta del genere. Si potrebbe dire: l’attesa della prova è essa stessa una prova.

 

Per diventare buchi neri – cioè privi di luce – bisogna avere le carte in regola, i requisiti giusti. Va detto che non tutte le stelle aspirino a diventare buchi neri: è una fine violenta e dolorosa, un'uscita di scena con stile, ma qualcuno deve pur farla. Molto simile a quel che accade quando si toglie il tappo dalla vasca da bagno piena d’acqua.

 

In effetti bucare lo spazio tempo non succede spesso, ma quando succede gli occhi dei fisici diventano come l’occhio di Sauron; perché i buchi neri sono il do di petto delle onde gravitazionali.

 

E più l’evento è catastrofico più significative saranno le onde gravitazionali generate. Oddio, significative è una parola grossa, perché la gravità, pur dominando l’Universo, su larga scala si manifesta sotto forma di onde debolissime che “attraversano” tranquillamente la materia. Guarda caso –  e non è la prima volta – un paio di buchi neri si appartano per fare l’amore senza sapere che buona parte dei fisici ha l’orecchio teso.

 


Ecco come appare il movimento delle onde gravitazionali con una simulazione al computer


 

[**Video_box_2**]Teniamo i piedi per Terra. L’aver “sentito” le onde gravitazionali sono certo che non cambierà la nostra esistenza per i prossimi 40 anni, ma del resto anche personaggi del calibro di Maxwell, Planck e Marconi non avrebbero mai potuto immaginare di convertire le onde elettromagnetiche in un Giga di dati per navigare su internet.

 

Con questa scoperta è come aver unito 20 pezzi di un puzzle da 2.000 pezzi e c’è già chi parla di viaggio nel tempo e di “hoverboard” alla Marty McFly. Forse i nostri figli riusciranno a convogliare le onde gravitazionali in una macchina senza ruote per poi farla consegnare da Amazon attraverso un “wormhole”. Piedi per terra. Cantano “le onde gravitazionali”, dirige Albert Einstein.

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