nobel-fisica-2017
Scienza

Nobel per la Fisica 2017 alle onde gravitazionali

Premiati il tedesco Rainer Weiss e due americani, Barry Barish e Kip Thorne

Il premio Nobel per la fisica 2017 è stato conferito a Rainer Weiss, Barry C. Barish e Kip S. Thorne per il “decisivo contributo al rilevatore LIGO e l’osservazione delle onde gravitazionali”.

Così recita l’annuncio ufficiale dato dalla Royal Swedish Academy of Sciences per motivare la scelta dei vincitori.

Premiati i tre scienziati che hanno sviluppato LIGO, il sistema di strumenti che ha individuato per la prima volta le increspature del cosmo

I tre scienziati infatti fanno parte del team che ha studiato come realizzare lo strumento che ha permesso, per la prima volta il 14 settembre 2015, di rilevare le onde gravitazionali prodotte dallo scontro di due buchi neri distanti quasi un miliardo e mezzo di anni luce.

Sono seguite, nel corso degli anni successivi, altre due osservazioni di fenomeni che hanno prodotto queste increspature del cosmo e poi una quarta, l’ultima per il momento, che è stata catturata anche dallo strumento italiano Virgo, simile ai due rilevatori LIGO che si trovano negli Stati Uniti, e annunciata pochi giorni fa.

È abbastanza inusuale che un premio Nobel venga conferito a così poca distanza, appena due anni, dalla scoperta effettuata, ma il lavoro di Weiss, Barish e Thorne parte da molto lontano.

I tre infatti sono stati i pionieri di una visione più ampia, cioè della possibilità concreta di realizzare uno strumento per “vedere” queste onde, predette teoricamente da quasi un secolo, ma di cui mancava la conferma sperimentale.

Il loro lavoro inizia infatti negli anni ’70 dello scorso secolo, quando gli scienziati premiati oggi hanno cominciato ad ideare un modo per giungere a tale scopo.

Nasce così il progetto LIGO, Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (osservatorio interferometro laser delle onde gravitazionali), dalla collaborazione tra il California Institute of Technology del Massachusetts Institute of Technology (MIT) e dalla National Science Foundation. Vale a dire i centri di ricerca d’eccellenza per la fisica, non solo degli Usa, ma a livello planetario.

Lo strumento vede la luce nel 2015, e appena messo in funzione (il 14 settembre di quell’anno, ma l’annuncio viene dato solo nel 2016) fa subito una scoperta che viene definita all’unanimità da tutta la comunità scientifica come rivoluzionaria. Prima o poi il Nobel doveva arrivare, quindi.

È stato assegnato al terzetto proprio perché con il loro impegno hanno reso possibile quello che sarà il nuovo modo di osservare l’universo e di mostrarci i fenomeni “invisibili” ai normali telescopi, ma che sono fondamentali per capire l’origine del cosmo e la sua evoluzione.

Cos’è LIGO

Si tratta di due interferometri (strumenti cioè che usano le interferenze della luce come metodo di rilevazione) collocati a Livingston, in Louisiana, e a Hanford, nello stato di Washington.

Sono costituiti da due bracci disposti perpendicolarmente, lunghi quattro chilometri, al cui interno, in un vuoto molto spinto, scorre un fascio laser su e giù continuamente.

Quando un’onda gravitazionale, prodotta anche a miliardi di anni luce di distanza dall’interazione di oggetti molto massicci come buchi neri o stelle di neutroni, giunge sulla terra, l’increspatura che ha prodotto nel reticolo dello spazio-tempo (la struttura che costituisce l’universo e di cui anche noi facciamo parte) provoca un accorciamento dei bracci dello strumento.

Una variazione piccolissima, molto inferiore alle dimensioni di un atomo. Ma sufficiente per essere rilevata da sensibilissimi strumenti, che misurano proprio come viene deviato il raggio laser all’interno di LIGO a causa di questa distorsione.

Perché la scoperta è importante

Finora gli astronomi hanno osservato l’universo tramite vari strumenti. All’inizio fu il telescopio ottico, introdotto da Galileo, e che rivoluzionò l’astronomia. Per la prima volta si potevano vedere dettagli impossibili da cogliere ad occhio nudo, come gli anelli d Saturno o le lune di Giove.

Per tre secoli la luce visibile, grazie a telescopi sempre più accurati, è stato quindi l’unico messaggero del cosmo, cioè il tramite con cui osservare i corpi celesti.

Ma ci sono anche oggetti che non riflettono né emettono luce visibile: sono stati così sviluppati radio telescopi, telescopi a infrarosso, satelliti che rilevano raggi X e gamma, che ci hanno mostrato dettagli dell’universo altrimenti inscrutabili. Insomma, rilevatori per tutte le frequenze della radiazione elettromagnetica.

Ma non è stato sufficiente per indagare alcuni aspetti dell’universo. Sono seguiti rilevatori di neutrini e di raggi cosmici (particelle ad alta energia) che riescono a “vedere” cosa accade all’interno delle stelle, per esempio.

Con le onde gravitazionali, e i relativi strumenti per catturale, l’astronomia fa un ulteriore passo in avanti, paragonabile alla rivoluzione galileiana: interpretando i messaggi che portano con loro sarà possibile investigare tutti i fenomeni dell’universo che avvengono quando oggetti molto massicci si scontrano, fondono o interagiscono tra loro.

Questo porterà a una nuova visione del cosmo, inedita, e che svelerà meccanismi finora sconosciuti che potranno, forse, risolvere i tanti enigmi ancora insoluti a cui gli scienziati lavorano da decenni.

Inoltre, le osservazioni dei due strumenti LIGO in contemporanea con Virgo, permetteranno di "triangolare" il segnale delle onde, cioè individuare in quale zona dello spazio si verificano i fenomeni che le producono.

Si apre una nuova era di ricerca, dunque, la più importante appunto dall’avvento del telescopio.

Chi sono i vincitori

Weiss (85 anni), è nato nel 1932 a Berlino. Ha preso il dottorato nel 1962 negli Stati Uniti, nel Massachusetts Institute of Technology (Mit), dove ha continuato a insegnare.

Barish (81 anni) è nato nel 1936 negli Stati Uniti, a Omaha, Nebraska. Dopo il dottorato nell'Università della California a Berkeley, ha insegnato nel California Institute of Technology (Caltech).

Thorne (77 anni) è nato negli Stati Uniti, a Logan, Utah. Ha studiato nell'universita' di Princeton e ha avuto la cattedra di fisica teorica nel California Institute of Technology (Caltech). È diventato celebre per il grande pubblico dopo la sua consulenza scientifica per il film Interstellar.

Per saperne di più:

© Riproduzione Riservata

Leggi anche

Commenti