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L'esistenza delle onde gravitazionali 11.02.16

Il New Yorker racconta la storia della ricerca della onde gravitazionali.

In fisica le onde gravitazionali sono onde di deformazione della metrica dello spaziotempo. La loro esistenza fu prevista nel 1916 da Einstein, nelle basi della sua teoria della relatività generale.

La teoria della relatività generale, infatti, prevede che masse accelerate interagiscano con il campo gravitazionale provocando la propagazione di onde, così come avviene per il campo elettromagnetico in presenza di cariche elettriche accelerate. La radiazione causata dall'accelerazione delle masse nello spaziotempo non è però di tipo elettromagnetico, ma gravitazionale. Al passaggio di un'onda (radiazione) gravitazionale, lo spaziotempo si contrae ed espande ritmicamente: questo effetto è però difficile da rivelare perché gli stessi rilevatori si contraggono ed espandono, solidali con lo spaziotempo.

Fronti d'onda di particolare ampiezza possono essere generati da fenomeni cosmici in cui enormi masse variano la loro distribuzione in modo repentino (e con un momento di quadripolo non nullo), ad esempio nell'esplosione di supernove o nella collisione di oggetti massivi.

Un secolo di studi e rilevazioni da Einstein all'interferometro LIGO.

A hundred years ago, Albert Einstein, one of the more advanced members of the species, predicted the waves' existence, inspiring decades of speculation and fruitless searching. Twenty-two years ago, construction began on an enormous detector, the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO). Then, on September 14, 2015, at just before eleven in the morning, Central European Time, the waves reached Earth. Marco Drago, a thirty-two-year-old Italian postdoctoral student and a member of the LIGO Scientific Collaboration, was the first person to notice them. He was sitting in front of his computer at the Albert Einstein Institute, in Hannover, Germany, viewing the LIGO data remotely. The waves appeared on his screen as a compressed squiggle, but the most exquisite ears in the universe, attuned to vibrations of less than a trillionth of an inch, would have heard what astronomers call a chirp -- a faint whooping from low to high. This morning, in a press conference in Washington, D.C., the LIGO team announced that the signal constitutes the first direct observation of gravitational waves.