di Roberto Auzzi *

I fenomeni ondulatori sono onnipresenti nell’universo. Le onde non si muovono soltanto sotto le tavole dei surfisti: il suono è un’onda d’aria, la luce è un'onda di un campo elettromagnetico. Inoltre, la meccanica quantistica ci insegna che la natura profonda di ogni particella è ondulatoria. Per esempio, un elettrone è un’onda di un campo di Dirac… ma non preoccupatevi, non vi spiego che cos’è!

Recentemente è stata scoperta dall’osservatorio Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), negli Stati Uniti, un nuovo tipo di onda. È un’onda associata al campo gravitazionale, che risulta essere un cugino stretto del campo elettromagnetico, come la luce.

È curioso che tale scoperta avalli un’interessante idea degli antichi astronomi. Secondo Pitagora, infatti, il sole, la luna e il sistema solare, per effetto dei loro movimenti, produrrebbero un suono continuo, un’armonia impercettibile all’orecchio umano. In effetti, ogni corpo che ruota produce onde gravitazionali, e in un certo senso la scoperta di pochi giorni fa ha moralmente rivendicato la teoria di Pitagora.

Certo, non è stata ascoltata la musica dei pianeti del sistema solare: quella è un bisbiglio troppo debole per essere ascoltato. Sono serviti dei corpi celesti che in un certo senso “urlano” onde gravitazionali: due buchi neri che orbitano l’uno attorno all’altro. L’analogo di un concerto heavy metal avvenuto a una distanza di più di un miliardo di anni luce da noi.

I buchi neri sono corpi celesti previsti dalla teoria della relatività generale. Essi hanno un campo gravitazionale così forte che neanche la luce può uscirne. Quando due di questi buchi neri orbitano uno attorno all’altro, c’è una produzione particolarmente intensa di onde gravitazionali. Quello stesso fenomeno che nel sistema solare è un sussurro non rilevabile, risulta essere, nel caso dei buchi neri rotanti, un effetto dalle proporzioni difficilmente immaginabili. L’evento osservato corrisponde a due buchi neri della massa di 36 e 29 masse solari, che nel loro abbraccio letale hanno formato un oggetto di 62 masse solari, dissipando in soli 0,2 secondi onde gravitazionali pari a un’energia di ben 3 masse solari.

Le osservazioni sono in spettacolare accordo con la teoria della relatività generale, di cui si è appena festeggiato il centenario: in pratica questa scoperta è arrivata come una torta di compleanno. È molto importante perché in un certo senso aggiunge agli occhi dei fisici e degli astronomi un nuovo senso. L’udito serve per ascoltare le onde sonore, la vista per percepire quelle luminose; ora Ligo per la prima volta ci ha consentito di percepire quelle gravitazionali.

Nel lungo periodo non si sa dove questo possa portare. Per adesso non abbiamo imparato niente di inatteso, ma in futuro queste tecniche sperimentali potrebbero portare progressi nello studio delle teorie che modificano la gravità di Einstein o sull’energia oscura. Insomma, abbiamo a disposizione un nuovo paio di occhiali, e nessuno sa ancora cosa vedremo.

* titolare del corso di Relatività, Università Cattolica, sede di Brescia

Nel caso ne vogliate sapere di più, non mancate il ciclo di conferenze che l’UCSC sta organizzando insieme al Centro Filippo Buonarroti. Uno dei relatori previsti è il prof. Giovanni Andrea Prodi, che è proprio uno dei responsabili italiani della collaborazione LIGO.