Le onde gravitazionali stanno diventando una routine dell'astrofisica

In un paper pubblicato mercoledì sul journal Physical Review Letters, i fisici del Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) hanno descritto la seconda osservazione di onda gravitazionale dell'esperimento—Ovvero, la seconda osservazione di onda gravitazionale della storia.

Come nella prima osservazione, un evento festeggiato a febbraio in tutto il mondo, la fonte del nuovo evento è probabilmente una coppia di buchi neri in collisione. Visto che questi buchi neri sono più piccoli di quelli della prima osservazione, è stato possibile analizzarli per quasi un secondo intero, circa cinque volte il periodo dei primi.

Come evidenziato dai ricercatori del LIGO in quest'ultimo paper, questa seconda rilevazione potrebbe inaugurare una nuova era per l'astronomia delle onde gravitazionali. A marzo, lo stesso gruppi del LIGO ha pubblicato un paper che suggeriva che la quantità di sistemi di buchi neri binari potrebbe essere molto più grande di quanto si pensava in precedenza, dando quando molto più terreno alla ricerca sulle onde gravitazionali. Questo dato potrebbe essere utile al LIGO e del suo cugino europeo, l'interferometro Virgo. (Il team del Virgo, che ha aiutato il LIGO nell'analisi dei dati, è stato co-creditato nel paper.)

Se ricordate, le onde gravitazionali sono una delle molte implicazioni teorizzate dalla Teoria della Relatività Generale di Einstein, e probabilmente l'implicazione più complicata da provare e osservare. Si verificano quando dei giganteschi oggetti accelerano nello spazio, e provocano uno squarcio nello spazio-tempo stesso—Come quando si lancia un sasso in un laghetto. Sembra semplice, ma visto che la gravità è la più debole tra le forze fondamentali, anche le onde provenienti dagli oggetti più grandi sono molto difficili da rilevare.

L'esperimento LIGO consiste di due rilevatori, uno a est dello stato di Washington e l'altro in Louisiano. Entrambi consistono di due 'braccia' lunghe quattro chilometri, unite assieme per formare una 'L' che contiene un sistema ad altissima pressione. L'idea di base dell'operazione è quelli di sparare dei raggi di luce simultaneamente lungo ognuna delle braccia e di lasciarli rimbalzare avanti e indietro contro gli specchi posizionati alla fine di entrambe le braccia.

Visto che le onde gravitazionali distorcono lo spazio-tempo, nel caso in cui dovessero arrivare al rilevatore il loro effetto dovrebbe modificare leggere la fase di ognuno dei raggi. Ed ecco la rilevazione.

La sensibilità necessaria per questo tipo di rilevazioni è stata ottenuta recentemente al LIGO, quando è stato aggiornato dalla sua configurazione originale a quello oggi conosciuto come Advanced LIGO. Grazie a questa sensibilità, è probabile che si verificheranno più rilevamenti. "Il primo rilevamento è stato così eccitante perché ha mostrato come un esperimento così difficile può, infine, trovare un successo," ha affermato Julian Krolik, astrofisico della John Hopkins University a Baltimora, in una notizia pubblicata dalla American Physical Society. "Questo tipo di rilevamenti accendono un faretto sulla reale natura dell'Universo."