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Spazio e Scienze

Onde gravitazionali, LIGO le trova di nuovo e forse fa tris

LIGO, il Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, ha captato un nuovo segnale delle onde gravitazionali. Forse ce n'è anche un terzo.

LIGO ha rilevato direttamente per la seconda volta nella storia le onde gravitazionali previste come conseguenza dalla Relatività Generale di Einstein un secolo fa. Dopo il grande successo annunciato a febbraio 2016 la storia si ripete, a conferma che quello messo a segno la prima volta non fu un colpo di fortuna isolato.

L'annuncio ieri in serata: il Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory ha captato un nuovo segnale delle onde gravitazionali. Anche in questo caso a far oscillare lo spazio-tempo generando un'onda gravitazionale è stato l'avvicinamento progressivo di due buchi neri, che hanno finito per fondersi.

Signal Frequency Over Time Chart

Andando per ordine, l'evento è accaduto a circa 1,4 miliardi di anni luce dalla Terra ed è stato captato a Terra a dicembre 2015, quindi approssimativamente tre mesi dopo il primo rilevamento oggetto dell'attenzione mediatica mondiale. Un regalo di Natale con i fiocchi, dato che il segnale – ufficialmente noto come GW151226 – è stato rilevato da LIGO il 25 dicembre 2015, quando molti degli scienziati di LIGO stavano festeggiando in famiglia e hanno dovuto correre a un altro tipo di festa.

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David Reitze, direttore esecutivo del Laboratorio LIGO, ha confessato ai nostri colleghi di Space.com che "questa seconda scoperta conferma che la prima non è stato un colpo di fortuna isolato. Vuol dire che LIGO funziona davvero".

Come sempre gli scienziati hanno svolto tutte le verifiche del caso prima dare notizia della scoperta. Rispetto ai due buchi neri che hanno dato origine al primo rilevamento, quelli oggetto dell'annuncio di ieri avevano una massa inferiore: secondo il documento pubblicato sulla rivista Physical Review Letters, il primo aveva una massa pari a 14,2 volte quella del Sole, l'altro di 7,5 volte.

L'oggetto che si è formato dalla loro fusione ha una massa di 21 volte quella del nostro Sole. Per raffronto ricordiamo che il segnale di onde gravitazionali rilevato da LIGO nel mese di settembre fu creato dalla collisione di due buchi neri con masse di circa 29 e 36 volte quella del Sole.

black hole mass chart

Il dato forse più emozionante è che probabilmente non è finita qui, perché gli scienziati hanno ventilato l'ipotesi – ancora da confermare – di un terzo rilevamento, "un evento molto più debole" che in realtà sarebbe stato captato nel corso del primo mese di analisi, ma che non è stato dato per certo perché non è ancora chiaro se sia stato frutto di una fluttuazione dei due rivelatori, o di un evento gravitazionale debole.

Nella seconda ipotesi si stima che possa essere frutto di una ulteriore fusione di buchi neri, questa volta molto più distanti fra loro, con masse pari rispettivamente a 23 masse solari e 13 masse solari. Il fatto è che il segnale rilevato è molto vicino alla soglia del rumore, per questo resta tuttora il punto interrogativo.

Se volete "sentire" la voce delle onde gravitazionali eccovi serviti:

Che cosa sono le onde gravitazionali, cosa significa la loro scoperta e come funzionano i rilevatori come LIGO sono argomenti che abbiamo tratto in maniera esaustiva nell'articolo relativo al primo annuncio, a cui rimandiamo per queste spiegazioni.

Interessante notare invece il parallelo fra LIGO e i futuri rilevatori spaziali di onde gravitazionali che ha fatto il professore Marco Pallavicini, Presidente della commissione dell'INFN per la fisica astroparticellare, in occasione delle novità relative a LISA Pathfinder. Pallavicini ci ha infatti spiegato per sommi capi la differenza di funzionamento fra gli strumenti a terra e quelli nello Spazio, perché sarà importante averli entrambi in funzione e le diverse frequenze che sono in grado di rilevare.

ligo events timeline

Grazie a strumenti come LIGO, VIRGO e LISA Pathfinder avremo la possibilità di scrutare le stelle in collisione, vedremo buchi neri che si formano ai margini dell'Universo conosciuto, e saremo veramente in grado di verificare se la Relatività Generale funziona nel regno di campi gravitazionali estremi.

LISA Pathfinder non sarà operativo se non fra qualche anno, LIGO ha già inanellato due successi certi e uno dubbio subito dopo essere stato riacceso a seguito di un aggiornamento che ne ha aumentato la sensibilità complessiva. Sono in programma aggiornamenti supplementari che lo renderanno il 20 percento più sensibile di quanto fosse lo scorso autunno (quando sono state effettuate le due rilevazioni certe), e che secondo fonti ufficiali del MIT gli permetteranno di cercare segnali in un volume di spazio da 1,5 a 2 volte più grande rispetto a prima. L'esperimento italiano VIRGO è in fase di aggiornamento.

Localization Comparison 1

Di questo passo la rilevazione di onde gravitazionali sembra destinata a non essere più un evento raro, ma a diventare una fonte continua di informazioni a disposizione degli scienziati di tutto il mondo per sondare aspetti del Cosmo che finora ci erano preclusi. Per parafrasare Pallavicini, sarà tutta un'altra Fisica!