Questa mattina, la Royal Swedish Academy of Sciences ha assegnato il Premio Nobel per la fisica a tre fisici con sede negli Stati Uniti, Rainer Weiss del Massachusetts Institute of Technology, nonché a Kip S. Thorne e Barry C. Barish del California Institute of Technology per il loro lavoro dietro la scoperta delle onde gravitazionali, un tipo di increspatura nel tessuto dello spazio-tempo che è stato predetto per la prima volta da Albert Einstein oltre 100 anni fa.
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Come riporta Dennis Overbye al New York Times, i tre vincitori sono stati la forza trainante del Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO), uno strumento progettato per rilevare le onde gravitazionali. Hanno guidato un consorzio di oltre 1.000 scienziati che hanno lavorato per decenni per raccogliere, analizzare e migliorare i rilevatori. E nel 2015, i loro sforzi hanno finalmente ripagato il rilevamento di un piccolo cinguettio emesso da due buchi neri che si sono scontrati oltre un miliardo di anni fa.
Mentre il tempo che intercorre tra la scoperta e il premio - solo due anni - è breve per gli standard Nobel (anche Einstein ha aspettato 16 anni per il suo premio), i semi del progetto erano in fase di realizzazione da oltre 40 anni.
Il rilevamento delle onde gravitazionali ha scosso la comunità fisica, confermando uno degli inquilini centrali della teoria della relatività generale di Einstein. Secondo questa teoria, i movimenti di oggetti super massicci, come i buchi neri, causano increspature attraverso il tessuto dello spazio-tempo, come le onde di un sasso cadute in uno stagno. Ma per decenni, i fisici hanno dubitato che queste onde esistessero davvero o che potessero mai essere rilevate.
Come studente di dottorato nei primi anni '60, Kip Thorne credeva di essere là fuori. E dagli anni '70, nuovi esperimenti di modellistica e di pensiero iniziarono a convincere un numero crescente di ricercatori. "La musica era là fuori. Non l'avevano ancora ascoltata", ha scritto Jennie Rothenberg Gritz per Smithsonian nel 2017, quando il trio è stato premiato con l'American Ingenuity Award della rivista.
Nel 1972, Weiss pubblicò un articolo con la sua idea iniziale di una cosiddetta "antenna" a onde gravitazionali laser, collaborando con Thorne per perfezionare ed eseguire l'ambizioso piano. Era un'idea radicale: creare un rivelatore che fosse abbastanza sensibile da rilevare un'increspatura nello spazio-tempo inferiore al diametro di un protone.
Barish, precedentemente capo del progetto Superconducting Supercollider, si è unito al team in seguito, diventando direttore di LIGO nel 1994. Spesso è accreditato per la riorganizzazione e la gestione del progetto, che stava lottando per continuare all'epoca. Ma alla fine è nato LIGO.
LIGO è costituito da due rivelatori a forma di L, uno in Louisiana e uno nello Stato di Washington, separati da 1.865 miglia. Ogni rivelatore, riferisce Gritz, ha due braccia lunghe 2, 5 miglia con lo specchio più liscio del mondo ad ogni estremità. Come il fisico Brian Greene ha scritto per Smithsonian.com l'anno scorso, il rivelatore misura il tempo impiegato da un raggio laser super potente per rimbalzare tra i due specchi, misurando eventuali differenze minime. Piccoli cambiamenti nel tempo di viaggio dei laser sono indicatori di un'onda gravitazionale che passa.
Per i suoi primi otto anni, l'osservatorio ha lottato e nel 2010 è stato chiuso per un riarmo di $ 200 milioni. Ma a settembre 2015, subito dopo il rilancio, LIGO ha rilevato la sua prima ondulazione. Da allora, sono state rilevate altre tre onde gravitazionali, una, una collaborazione tra LIGO e l'osservatorio della Vergine italiana, è stata annunciata proprio la scorsa settimana.
Mentre solo tre ricercatori sono riconosciuti dal premio, ci sono voluti una legione di ricercatori perché il rivelatore avesse successo, riferisce Hannah Devlin e Ian Sample presso The Guardian . "Lo considero più come una cosa che riconosce il lavoro di circa 1.000 persone", afferma Weiss. "Odio dirtelo, ma sono 40 anni che la gente ci pensa, cerca di fare un rilevamento ... e lentamente ma sicuramente mette insieme la tecnologia per farlo."
Devlin e Sample riportano che c'era un quarto membro del team che avrebbe probabilmente ricevuto anche il premio. Il fisico scozzese Ronald Drever, un altro membro chiave del team LIGO è deceduto a causa della demenza a marzo. Il comitato Nobel in genere non assegna il premio postumo.
La scoperta è un punto di svolta per astronomi e fisici, fornendo un nuovo strumento per studiare l'universo. Come ha scritto Green l'anno scorso, a differenza di luce, raggi X, raggi gamma, infrarossi o altri segnali che gli astronomi usano per studiare il cielo, le onde gravitazionali attraversano tutto e non possono essere bloccate. Quindi le onde potrebbero essere usate per esaminare regni "off limits" per la luce, incluso forse il "rombo selvaggio del big bang stesso, 13, 8 miliardi di anni fa".
Come scrive Green: "La storia guarderà indietro alla scoperta come uno di quei pochi punti di inflessione che cambiano il corso della scienza".
