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Onde gravitazionali, passa per il Nordest la scoperta del secolo

Pubblicato il 11 Febbraio 2016 in Innovazione

Onde gravitazionali  

C’è anche il contributo degli scienziati di Trento e di Padova in quella che si presenta come una delle scoperte scientifiche del secolo: l’osservazione diretta delle onde gravitazionali, avvenuta per la prima volta nella storia. Il sensazionale risultato, che avviene a 100 anni dalla teoria della Relatività Generale di Albert Einstein del 1915, è stata annunciata oggi in una doppia conferenza simultanea a Washington (dove ha sede l’osservatorio LIGO – Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), e a Cascina in provincia di Pisa, dove ha sede VIRGO, l’interferometro franco-italiano.

Onde Gravitazionali

Una scoperta nel segno di Einstein

Le onde gravitazionali, a un secolo dalla geniale costruzione teorica di Einstein, si sono così rivelate come increspature nel “tessuto” dello spaziotempo, perturbazioni del campo gravitazionale, arrivate sulla Terra dopo essere state prodotte da un cataclisma astrofisico avvenuto nell’universo profondo.

Le onde gravitazionali sono state rivelate il ​​14 settembre 2015, alle 10:50:45 ora italiana (09:50:45 UTC, 05:50:45 am EDT), da entrambi gli strumenti gemelli Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO), negli Stati Uniti, a Livingston, in Louisiana, e a Hanford, nello stato di Washington. Gli osservatori LIGO, finanziati dalla National Science Foundation (NSF) e operati da Caltech e MIT, hanno registrato l’arrivo delle onde gravitazionali entro una finestra temporale di coincidenza di 10 millisecondi.

L’importante risultato, pubblicato oggi sulla rivista scientifica Physical Review Letters, è stato ottenuto, grazie ai dati dei due rivelatori LIGO, dalle Collaborazioni Scientifiche LIGO (che include la Collaborazione GEO600 e l’Australian Consortium for Interferometric Gravitational Astronomy) e VIRGO, che fa capo allo European Gravitational Observatory (EGO), fondato dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) italiano e dal Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) francese.

Onde gravitazionali: il contributo di Trento e Padova
Il team di ricerca

Il team di ricerca

Alla scoperta hanno contribuito i ricercatori dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) di Padova-Trento, formato da ricercatori che operano in stretta sinergia nelle due sedi, con il supporto della sezione INFN di Padova, del centro INFN TIFPA di Trento e delle Università di Padova e di Trento. Gli scienziati hanno seguito principalmente due filoni di attività: da un lato lo sviluppo di sistemi ottici quantistici per migliorare le prestazioni di Advanced VIRGO e dall’altro l’analisi dati per la ricerca di impulsi di onde gravitazionali durante le campagne osservative della rete mondiale dei rivelatori nel quadro della forte collaborazione internazionale LIGO-VIRGO. Il gruppo di Padova-Trento contribuisce inoltre a ricerche sul rumore termico, per ridurne l’impatto sulla sensibilità di VIRGO.

La fusione dei buchi neri

Come è avvenuta la scoperta? Le onde gravitazionali rivelate sono state prodotte nell’ultima frazione di secondo del processo di fusione di due buchi neri, di massa equivalente a circa 29 e 36 masse solari, in un unico buco nero ruotante più massiccio di circa 62 masse solari. Le tre masse solari mancanti al totale della somma equivalgono all’energia emessa durante il processo di fusione dei due buchi neri, sotto forma di onde gravitazionali.

I due buchi neri, prima di fondersi, hanno spiraleggiato, per poi scontrarsi a una velocità di circa 150.000 km/s, la metà della velocità della luce. L’osservazione conferma anche l’esistenza di sistemi binari di ‘buchi neri di massa stellare’, in particolare aventi massa maggiore di 25 masse solari. Il processo di fusione dei due buchi neri responsabile delle onde gravitazionali rivelate è un evento accaduto a 410 megaparsec da noi, e risale quindi a quasi un miliardo e mezzo di anni fa, quando sulla Terra facevano la loro comparsa le prime cellule evolute in grado di utilizzare l’ossigeno.

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