La scoperta delle onde gravitazionali e la nascita di una nuova astronomia

Alla Scuola Superiore di Catania incontro con il rettore del Gran Sasso Science Institute Eugenio Coccia

4 Dicembre 2017
Giuseppe Melchiorri

In Fisica, l’interazione gravitazionale è quella più nota e al tempo stesso la più oscura: il genere umano da sempre cerca di capire come funziona la “forza della gravità” e quali sono le leggi che la regolano. L’11 febbraio 2016, le collaborazioni scientifiche internazionali Ligo-Virgo annunciarono al mondo una scoperta sensazionale: l’esistenza delle onde gravitazionali, impercettibili curvature spaziotemporali che si propagano a carattere ondulatorio, già previste da Albert Einstein nel 1916 come conseguenza della teoria della relatività generale e oggi uno dei temi principali della Fisica contemporanea. A dimostrarlo, un esperimento che ha rilevato le onde causate dalla collisione di due buchi neri misurate da tre rilevatori: due negli Usa (negli stati di Louisiana e Washington) e uno in Italia (a Cascina, vicino Pisa), fondato dall’Infn italiano e dal Cnrs francese.

Per questa straordinaria scoperta l’Accademia Reale Svedese ha assegnato il Premio Nobel 2017 per la Fisica agli scienziati Rainer Weiss, Barry Barish e Kip Thorne, ma anche l’Italia ha avuto un ruolo fondamentale. Tra i firmatari dell’articolo sulla scoperta - pubblicato su Physical Review Letters - ci sono, infatti, il rettore e fondatore del Gran Sasso Science Institute Eugenio Coccia, oltre ad altri docenti, ricercatori e allievi della stessa scuola di eccellenza abruzzese.

Proprio il prof. Coccia, ordinario di Fisica della Gravitazione all’Università Tor Vergata di Roma, è stato ospite venerdì scorso della Scuola Superiore di Catania. L’incontro dal titolo “Onde gravitazionali: la nascita di una nuova astronomia” è stato organizzato dalla Ssc con la collaborazione del dipartimento di Fisica e Astronomia (Dfa) dell’Università di Catania e dell’Accademia degli Zelanti e dei Dafnici di Acireale – ed è stato aperto dagli indirizzi di saluto del rettore Francesco Basile, del presidente della Scuola Francesco Priolo e del direttore del Dfa Valerio Pirronello e moderato dal dott. Angelo Pagano dell’Infn di Catania.

“Essere qui stasera è un grande privilegio- ha sottolineato il rettore Basile -.Come rappresentante dell’Ateneo ho il dovere di mostrarmi vicino ai giovani che studiano in questa Scuola e di rendere omaggio ad uno scienziato di caratura mondiale. A Catania esiste una concentrazione di diverse strutture d’eccellenza - universitarie e non - dove si fa ricerca ad alto livello. Attraverso la collaborazione tra i dipartimenti del’Ateneo e altri enti come l’Infn riusciamo a produrre un lavoro scientifico di elevato valore e abbiamo la possibilità di operare anche in quella che è la nostra ‘terza missione’, cioè quel trasferimento tecnologico che sta alla base dello sviluppo del territorio, con ricadute occupazionali importanti per i nostri studenti”.

“Per la Scuola Superiore di Catania è un onore ospitare uno dei pionieri nella ricerca delle onde gravitazionali e uno dei protagonisti principali della loro scoperta - ha affermato il prof. Priolo-. Anche grazie a lui abbiamo dei nuovi occhi per vedere lontano nel nostro universo. Sulla stessa linea il prof. Pirronello, che ha spiegato come “è dagli anni ‘60 che si cerca di individuare le onde gravitazionali. Adesso si apre un periodo entusiasmante per tutti noi scienziati”.

La scoperta delle onde ha avuto un’enorme eco: con più di 1000 tra articoli di stampa e servizi televisivi in tutto il mondo, si è trattata della scoperta scientifica più commentata da media non di settore. Secondo molti scienziati, la dimostrazione dell’esistenza di queste distorsioni spaziotemporali ha inaugurato una nuova era della ricerca astrofisica, in particolare sulla Fisica della Gravitazione. Perché? Quali sono le implicazioni di questa scoperta? Partendo dalle scoperte di Galilei, lo scienziato ha spiegato alla platea come prima di Einstein la teoria gravitazionale universalmente accettata fosse quella di Newton.

”Rispetto a Newton – ha detto Coccia -, Einstein parla di una dimensione spaziotemporale non statica, ma fluida ed elastica. Il movimento delle masse crea delle onde che viaggiano alla velocità della luce e deformano tale dimensione. Esemplificando, è quello che succede nei fluidi: se gettiamo un sasso in uno stagno si generano, infatti delle onde concentriche che si propagano”. Questa scoperta apre uno scenario senza precedenti sullo studio dell’universo. Le onde gravitazionali portano informazioni sulle loro violente origini, sulla natura della gravità e sulla natura dei corpi stessi che le producono, informazioni che non possono essere ottenute in altro modo. “Come succede - ha spiegato ancora Coccia - con le onde sonore: se ascoltiamo un suono siamo in grado di capire da dove viene, cosa o chi produce e alcune sue caratteristiche. E’ come avere un senso in più per capire l’Universo, non solo gli occhi, ma anche l’udito. Questa è l’astronomia nuova delle onde gravitazionali”.

“Per noi - ha concluso - è un grande orgoglio che dietro questa scoperta ci sia l’Italia: c’è Virgo - il rilevatore che sta a Cascina-, c’è l’Infn e c’è il Gssi. Il nostro Paese in questo campo è sempre stato all’avanguardia”.