Onde gravitazionali: ad aprile riprende la caccia

Si torna a caccia di onde gravitazionali, dopo i primi risultati ottenuti dal progetto europeo Virgo che ha visto come protagonista l’italiana Marica Branchesi ora si passa ad una versione potenziata del rilevatore: Advanced Virgo. Il labirintico sistema di laser e magneti dell’Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn) si trova a Cascina in provincia di Pisa. Advanced Virgo lavorerà insieme al rilevatore americano Advanced Ligo.

Le onde gravitazionali sono state introdotte per la prima volta agli inizi del ‘900 con la teoria della relatività generale elaborata da Albert Einstein. Detto in modo molto semplice queste onde si verificano dopo eventi che coinvolgono masse di materia molto grandi, come lo scontro tra due buchi neri. Da un impatto del genere si propagano una serie di onde in grado di dilatare lo spazio-tempo, le onde gravitazionali appunto.

Una ricerca difficile

Secondo l’annuncio pubblicato nel sito del progetto il 22 gennaio, dopo una raccolta dati congiunta tra i due rilevatori conclusasi il 18 dicembre scorso, è stato possibile eseguire una verifica della procedura di rilascio degli open public alerts. Così sarà possibile riprendere la “caccia” alle onde gravitazionali a partire da aprile.

Cercare questi segnali non è come sintonizzarsi alla propria radio preferita, occorre individuare i fenomeni ritenuti dei “potenziali candidati”, a quel punto fisici e astronomi si mobilitano per informare i colleghi mediante una squadra di “allerta veloce”, è necessario infatti intervenire tempestivamente per ottenere delle rilevazioni di alta qualità. L’ascolto sarà piuttosto arduo perché si dovrà stare attenti a non farsi “distrarre” dalla moltitudine di altri “rumori” che arrivano dallo Spazio.

Perchè è così difficile captare le onde gravitazionali?

Marco Coletti (La fisica che non ti aspetti) è un fisico e divulgatore di EduTube Italia. È lui a spiegare a Open le ragioni per cui è così difficile trovare i segnali che stanno cercando Virgo e Ligo.

Quando nella procedura di allerta si parla di potenziali candidati cosa si intende esattamente?

«Il segnale che arriva dalle onde gravitazionali è molto piccolo, a meno che l’evento che le origina non sia molto vicino – speriamo non succeda mai – e quindi quel che ci arriva è solo una leggera deformazione. Si potrebbe ricevere qualcosa che sembra un’onda gravitazionale ma in realtà è un piccolo “rumore”. Nella procedura degli alert, quando viene rilevato qualcosa in un punto dello Spazio – a scanso di equivoci – vengono informati tutti i vari sistemi di osservazione per puntarli in quella direzione, in modo da poter avere eventualmente una conferma».

Perché dobbiamo sperare che una delle fonti di onde gravitazionali considerate non capiti mai vicino al nostro pianeta?

«Le onde gravitazionali, a differenza della luce, richiedono in genere grandissime energie per essere osservate. Il movimento degli oggetti intorno a noi provoca onde talmente piccole che non c’è modo di rilevarle. Tutti gli eventi che fin’ora sono stati registrati erano catastrofici, come le collisioni tra buchi neri. Se eventi del genere avvenissero troppo vicino a noi la rilevazione delle onde gravitazionali sarebbe l’ultimo dei nostri problemi».

A cosa serve captare le onde gravitazionali?

«Per il momento l’uso più vicino nel tempo sarà quello di aggiungere un ulteriore mezzo di indagine per studiare l’Universo. Attualmente lo osserviamo più o meno limitati allo spettro elettromagnetico, dalla luce visibile agli infrarossi, oppure coi radiotelescopi. Le onde gravitazionali danno una possibilità di indagine in più, osservando altri tipi di fenomeni, raccogliendo maggiori informazioni su cosa succede là fuori».

Una “spremuta di luce” per ascoltare le onde gravitazionali

Nel marzo 2019 è previsto un altro periodo di raccolta dati della durata di circa un mese. Le aspettative attorno al lavoro di Advanced Virgo sono piuttosto alte, dovrà incrementare la sua sensibilità e la stabilità del suo operato. L’obiettivo sarà raggiunto mediante l’impiego della “squeezed light”, ovvero la “luce spremuta”.

Questo genere di osservazioni richiede di posizionare degli specchi con estrema precisione, si tratta di un’operazione delicatissima che cozza contro un principio della meccanica quantistica: l’indeterminazione di Heisenberg (detta brutalmente: a livelli quantistici esprime l’impossibilità di misurare contemporaneamente posizione e moto), per ovviare a questo limite i fisici sono riusciti a “spremere” la luce, migliorando la sensibilità dello strumento.