Giovedì mattina presto, un razzo dell'Agenzia spaziale europea è esploso in orbita trasportando un satellite dotato di un laboratorio di fisica che potrebbe aiutare a cambiare il modo in cui gli astronomi scansionano i cieli. In caso di successo, la sonda LISA Pathfinder potrebbe aiutare gli scienziati a sviluppare modi per rilevare le increspature nello spazio-tempo create dalle supernovae e dalla fusione dei buchi neri.
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Come previsto da Albert Einstein nella Teoria generale della relatività, eventi estremamente energetici come questi probabilmente producono onde gravitazionali che si propagano attraverso il tessuto dello spaziotempo. In questo momento, la maggior parte degli astronomi esamina oggetti distanti nello spazio rilevando variazioni delle radiazioni elettromagnetiche, come la luce visibile o ultravioletta.
Ma poiché la radiazione elettromagnetica è distorta da qualsiasi cosa si trovi sul suo cammino, osservare direttamente stelle distanti, buchi neri, pianeti e simili è una sfida.
Tuttavia, poiché le onde gravitazionali attraverserebbero qualsiasi cosa, rilevarle potrebbe fornire agli scienziati un potente strumento per studiare oggetti e fenomeni nello spazio che sarebbero altrimenti impossibili, Maddie Stone scrive per Gizmodo .
"Le onde gravitazionali sono il modo più diretto di studiare la grande parte dell'universo che è buio", dice a Stone Weber, uno scienziato dell'Università di Trento che ha lavorato su LISA Pathfinder. "I buchi neri, le stelle di neutroni e altri oggetti che non emettono luce suonano esotici, ma si ritiene che siano un destino piuttosto tipico per le stelle nel cielo."
Il problema con il rilevamento delle onde gravitazionali è che sono estremamente deboli. Studiarli dalla Terra ha anche le sue sfide speciali. Il "rumore" gravitazionale - tutto dal movimento degli oceani e dell'atmosfera alle vibrazioni prodotte dalle nostre auto - inonda il pianeta, dice Weber a Stone. Ma quando il LISA Pathfinder raggiunge la sua destinazione a più di 900.000 miglia di distanza dalla Terra, il silenzio relativo potrebbe fornire agli scienziati gli indizi di cui hanno bisogno per capire come trovare queste sfuggenti onde gravitazionali.
Il singolo esperimento che LISA Pathfinder eseguirà è ingannevolmente semplice. La sonda misurerà e manterrà una distanza di 15 pollici tra due piccoli blocchi d'oro-platino in caduta libera a gravità zero. È dotato di un sistema laser per rilevare cambiamenti inferiori alla larghezza di un atomo. È come seguire la distanza tra il One World Trade Center di New York e l'edificio Shard di Londra mentre si tracciano cambiamenti piccoli come una frazione della larghezza di un capello, spiega Jonathan Amos per la BBC.
Ma mentre la sonda non rileva le onde gravitazionali stesse, questo esperimento potrebbe dimostrare che è possibile misurare con precisione la distanza tra due oggetti di test con estrema precisione.
"C'è un'intera serie di fisica delle misurazioni della forza di piccole dimensioni che vogliamo investigare in modo da poterci rivolgere all'ESA e dire: 'Funziona, questi sono gli effetti fisici che ci limitano e li abbiamo studiati quantitativamente'", Weber dice Stone. "Se LISA Pathfinder ha successo, questa è una pietra miliare molto importante."
La sonda trascorrerà le prossime sei settimane viaggiando verso un'orbita stabile tra il sole e la Terra. Entro marzo, gli scienziati dell'ESA inizieranno a misurare per determinare i limiti del laboratorio con la speranza che spianerà la strada a una missione di follow-up negli anni '30 per studiare finalmente le onde gravitazionali.
Nota del redattore, 7 dicembre 2015: il titolo e il riassunto di questa storia sono stati corretti per mostrare più accuratamente che la sonda LISA Pathfinder non misura direttamente le onde gravitazionali ma è una tecnologia che potrebbe eventualmente aiutare gli scienziati a studiare come la gravità deformi lo spazio-tempo.
Decollo di Vega VV06 che trasporta LISA Pathfinder il 3 dicembre 2015 dallo spazioporto europeo, Guyana francese. Via ESA – Stephane Corvaja, 2015
