lunedì 7 dicembre 2015

LISA dagli occhi...gravitazionali

Qualche giorno fa, la sonda LISA Pathfinder è stata messa in orbita dall'ESA.

Di che si tratta? Di qualcosa di molto bello che si vuole provare a fare: testare la teoria della Relatività Generale.
Ma come, non era stata già testata? Beh, non tutta. Infatti all'appello mancano ancora le onde gravitazionali. Ed ecco perché LISA è stata inviata nello spazio.
Ma cosa sono le onde gravitazionali? Se siete lettori assidui di Quantizzando allora lo sapete già, altrimenti conviene andare a rileggere questo mio vecchio post.
Va bene, per i più pigri riassumo in 140 caratteri: le onde gravitazionali sono distorsioni della struttura dello spazio tempo generate da corpi che accelerano.
(108 caratteri, promessa mantenuta).

E quindi che fanno queste onde gravitazionali? Quando passano, esse modificano la distanza tra due punti nello spazio.
Un'immagine è doverosa, a questo punto (che poi è sempre la stessa immagine che metto di solito):

Io ve lo dico: se un giorno dovessimo riuscire ad essere così bravi da beccare davvero le onde gravitazionali con i nostri strumenti, beh, allora altro che 3D o 4D al cinema. Saremmo in grado di vedere l'universo con gli occhi della gravità in persona.

Davvero, riusciremmo a vedere cose che noi umani non osiamo nemmeno immaginare. Vedremmo danze di buchi neri ai confini dell'universo e scontri frontali tra stelle in galassie lontane.
E, soprattutto, potremmo finalmente verificare se la Relatività Generale è la teoria giusta per descrivere la gravità.
 

Praticamente tutto il succo di LISA è nell'avere al suo interno due cubetti di metallo ad una certa distanza. Voi direte: Sandro ma stai scherzando, vero? Abbiamo mandato due cubi di metallo nello spazio? Eh sì, perché lassù, nello spazio, i due cubetti sono in caduta libera, proprio come gli astronauti sulla Stazione Spaziale Internazionale. Naturalmente una cosa del genere non si poteva creare sulla Terra visto che i miei piedi, per esempio, sono ben ancorati al pavimento (e spero anche i vostri, ma potreste essere i primi lettori volanti di Quantizzando quindi fatemi sapere vi prego!).

Il compito del resto dei componenti di LISA è infatti proprio quello di schermare i due cubetti dalle influenze di altre interazioni che potrebbero alterarne la posizione: c'è solo la gravità in gioco in LISA. In definitiva, LISA è un laboratorio di fisica gravitazionale praticamente spettacolare, quello che ogni fisico sognava di avere quando scartava i regali sotto l'albero di Natale. E ora, l'ESA lo ha regalato a tutta la comunità scientifica, nella speranza che arrivino notizie importanti.

Quindi, sostanzialmente, i due cubetti stanno belli in caduta libera e niente e nessuno dà loro fastidio. Però, se arriva un'onda gravitazionale, allora la distanza tra i due cubetti potrebbe cambiare. Come viene misurato ciò? Tramite un interferometro, cioè un sistema di raggi laser e specchi che in maniera precisa può determinare piccole modifiche della distanza tra i cubetti. Tuttavia, come mi è stato fatto giustamente notare su Twitter da Claudia Mignone, la distanza tra i due cubetti a bordo di LISA è di soli 38 cm, troppo piccola per rivelare le onde gravitazionali. Non importa, perché l'obiettivo principale di LISA è testare questa tecnologia, cioè vedere se siamo in grado di creare un laboratorio gravitazionale.


Lo so, lo so. Dopo tutte queste parole vi aspettate come minimo un video. E infatti ecco per voi il video dell'ESA (in inglese!) che mostra il funzionamento di LISA Pathfinder:



Ci aspettano, molto probabilmente, momenti epici. Questo è uno straordinario momento per studiare fisica: tutto può essere rimesso in discussione oppure confermato in futuro e grazie al pioneristico lavoro di LISA.
Una cosa è certa, se fosse vivo, anche Albert Einstein sarebbe in trepidazione insieme a tutti noi per questa meravigliosa possibilità di gettare uno sguardo all'universo con gli occhi della gravità.