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Ma non solo: anche quella di stelle di neutroni in sistemi binari che emettono fasci di radiazioni, le cosiddette pulsar.
Nel 2015, esattamente un secolo dopo che furono predette dalla Teoria della relatività generale, le onde gravitazionali vennero rilevate sperimentalmente per la prima volta, grazie agli strumenti LIGO, due apparati lunghi tre chilometri e costruiti negli Stati Uniti.
Le onde gravitazionali sono increspature della struttura dello spazio-tempo, la trama du cui è fatto l’universo, che si propoagano alla velocità della luce proprio come un’onda sulla superficie del mare.
Sono originate da eventi molto energetici, come la fusione di due buchi neri o stelle di neutroni, dove un po’ della massa iniziale degli oggetti si converte, dopo che si sono fusi, in energia e si propaga sotto forma di onde gravitazionali.
Adesso anche il rilevatore VIRGO, nei pressi di Pisa, sta lavorando a scovare altre sorgenti di queste onde, messaggeri dei fenomeni più violenti e catastrofici del cosmo.
Ma ci sono altri ambiti, oltre a buchi neri e stelle super massicce, dove le onde gravitazionali potrebbero dare una mano a far luce, soprattutto sul passato del nostro universo.
I ricercatori dell’Università Autonoma di Barcellona, dell’IFAE e dell’University College di Londra propongono di utilizzare le variazioni di distanza tra la Terra e la Luna, che possono essere misurate con una precisione inferiore a un centimetro, come un nuovo rivelatore di onde gravitazionali all’interno di una gamma di frequenze che i dispositivi attuali non possono rilevare.
La ricerca, che potrebbe aprire la strada alla rilevazione di segnali dall’universo primordiale, è stata pubblicata di recente su Physical Review Letters.
Diego Blas del Dipartimento di Fisica dell’Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) e dell’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE), e Alexander Jenkins dell’University College London (UCL), sottolineano che c’è già un rivelatore naturale di onde gravitazionali nei nostri paraggi: il Sistema Terra-Luna.
Le onde gravitazionali che colpiscono costantemente questo sistema generano piccole deviazioni nell’orbita della Luna. Sebbene queste deviazioni siano minime, Blas e Jenkins hanno intenzione di sfruttare il fatto che la posizione esatta della Luna è nota con un errore di massimo un centimetro, grazie all’uso di laser inviati da diversi osservatori che vengono continuamente riflessi sugli specchi lasciati sulla superficie della Luna dalle missione Apollo.
Questa incredibile precisione, con un errore di un miliardesimo per parte al massimo, è ciò che può permettere di rilevare un piccolo disturbo causato da antiche onde gravitazionali. L’orbita della Luna dura circa 28 giorni, il che si traduce in una sensibilità particolarmente rilevante quando si tratta di microhertz, la gamma di frequenze a cui i ricercatori sono interessati.
Allo stesso modo, propongono anche di utilizzare le informazioni che altri sistemi binari nell’universo possono fornire come rivelatori di onde gravitazionali. È il caso dei sistemi binari di pulsar distribuiti in tutta la galassia, in cui il fascio di radiazione della pulsar permette di ottenere l’orbita di queste stelle con incredibile precisione.
Infatti, queste stelle collassate ruotano velocemente su loro stesse (anche migliaia di volte al secondo), e poiché emettono un fascio di onde elettromagnetiche, è dunque possibile osservarle perché captiamo un segnale pulsato a intermittenza con un’incredibile precisione.
Dato che le orbite di due pulsar in un sistema binario durano circa 20 giorni, il passaggio di onde gravitazionali nella gamma di frequenze microhertz le influenza in modo particolare. Blas e Jenkins hanno concluso che questi sistemi potrebbero anche essere potenziali rivelatori di questo tipo di onde gravitazionali.
Con questi “rivelatori naturali” nella gamma di frequenze dei microhertz, Blas e Jenkins sono stati in grado di proporre una nuova forma di studio delle onde gravitazionali emesse dalla possibile presenza di transizioni in fasi altamente energetiche dell’universo primordiale, comunemente viste in molti modelli.
”Ciò che è più interessante forse è che questo metodo integra le future missioni ESA / NASA, come LISA, e gli osservatori che partecipano al progetto Square Kilometer Array (SKA), per raggiungere una copertura quasi totale delle onde gravitazionali dalle gamme di frequenza nanohertz (SKA) a centihertz (LIGO / VIRGO). Questa copertura è fondamentale per ottenere un’immagine precisa dell’evoluzione dell’universo, così come della sua composizione”, spiega Diego Blas.
“Coprire la gamma di frequenze microhertz è una sfida, che ora potrebbe essere fattibile senza la necessità di costruire nuovi rivelatori e solo osservando le orbite dei sistemi che già conosciamo. Questa connessione tra aspetti fondamentali dell’universo e oggetti più banali è particolarmente affascinante e può alla fine portare alla rilevazione dei primi segnali che abbiamo mai visto, e quindi cambiare ciò che sappiamo del cosmo”, conclude.
