ARTICOLO DEL PROF. CHRISTIAN CORDA SULLE ONDE GRAVITAZIONALI


LA RADIAZIONE GRAVITAZIONALE DI FONDO
COME ISTANTANEA DELL'UNIVERSO PRIMORDIALE

Si è parlato molto di recente delle cosiddette Onde Gravitazionali, anche per via dell'"Antenna" per la rivelazione delle stesse che è in fase di costruzione a Cascina vicino a Pisa, il celebre Progetto VIRGO.

Le Onde Gravitazionali sono una previsione di quella che è da molti considerata la più grande realizzazione intellettuale del XX secolo, la Teoria della Relatività Generale di Einstein. Secondo Einstein infatti la gravità non è una forza, ma una deformazione dello spazio-tempo, che "forza" le masse a percorrere la strada più breve (detta geodetica nel linguaggio scientifico) nello spazio-tempo stesso. In questo contesto le Onde Gravitazionali non sarebbero altro che una particolarmente debole curvatura dello spazio-tempo che si propagherebbe nel vuoto alla velocità della luce.

Varie sorgenti di Radiazione Gravitazionale sono previste dall'Astrofisica. Ricordiamo qui brevemente i Sistemi Binari, le esplosioni di supernovae (eventi rari nella nostra Galassia, ma per le quali ci attendiamo, nell'ammasso galattico della Vergine, il VIRGO cluster, vari eventi all'anno, da cui il nome VIRGO per il rivelatore interferometrico di Cascina), le Pulsar ed i Buchi Neri.

Una notevole importanza Cosmologica dovrebbe invece avere la cosiddetta Radiazione Gravitazionale di Fondo (RGDF), in quanto dovrebbe derivare da eventi avvenuti nell'Universo Primordiale, in un epoca molto vicina al Big-Bang, la "Grande Esplosione" da cui dovrebbe avere avuto origine il nostro Universo circa 15 miliardi di anni fa. La RGDF dovrebbe essere infatti derivata dalla cosiddetta Inflazione, un brevissimo periodo dell'evoluzione del nostro Universo in cui l'Universo stesso avrebbe dovuto espandersi ad una velocità superiore a quella della luce! La Relatività non verrebbe in questo caso violata in quanto è lo spazio-tempo stesso ad espandersi a velocità sovraluminare e non si avrebbe comunque propagazione del segnale a velocità superiore della luce che è ciò che è espressamente proibito dalla teoria di Einstein.

L'Inflazione dovrebbe aver dunque prodotto delle forti perturbazioni dello spazio-tempo che col passare del tempo si sarebbero attenuate notevolmente senza però cessare di essere presenti su tutta la sfera celeste: la Radiazione Gravitazionale di Fondo. Si ha oggi a questo proposito una grande speranza: noi sappiamo che l' "Istantanea" attualmente più remota dell'Universo ci e' fornita dalla Radiazione Cosmica di Fondo, che dovrebbe essere stata rilasciata all'epoca del disaccopiamento tra radiazione (elettromagnetica) e materia circa 300.000 anni dopo il Big-Bang. Si può invece dimostrare che se l'attuale insieme di rivelatori di Onde Gravitazionali oggi in fase di costruzione o di progettazione potrà un giorno portare alla rivelazione della RGDF, essa sarà in grado di fornirci un' '"Istantanea" di com'era il nostro Universo 10 elevato -22 secondi (!!!) dopo il Big-Bang. Questo perché l'interazione gravitazionale è la più debole di tutte e queste Onde Gravitazionali Primigenie dovrebbero essersi disaccopiate dal resto della materia ed energia dell'Universo a quell'epoca remota.

Ciò può anche essere illustrato nel modo seguente: la lunghezza d'onda di queste Onde Gravitazionali Primordiali dovrebbe avere avuto la stessa lunghezza della distanza di Hubble, che è la lunghezza percorsa dalla luce dal Big -Bang al nostro istante di riferimento, cioè la lunghezza caratteristica del nostro universo, proprio 10-22 secondi dopo il Big-Bang. Inoltre in questo modo la RGDF dovrebbe essere una prova dell'avvenuta Inflazione. Capiamo dunque quali passi in avanti possano fare le nostre conoscenze Cosmologiche e quale interessante scenario potrebbe aprirsi se la RDGF verrà un giorno rivelata.

C'è da essere ottimisti a questo proposito? Come sempre vi è anche l'altro lato della medaglia. Già le Onde Gravitazionali in generale risultano essere difficili da rivelare in quanto si tratta di segnali debolissimi. Il segnale della RGDF dovrebbe essere il più debole in assoluto, addirittura tra 10 e 100 volte più debole delle altre Onde Gravitazionali. Unico modo di risolvere il problema, a meno di attendere la realizzazione di un rivelatore nello spazio che dovrebbe eliminare varie sorgenti di rumore, parrebbe la correlazione tra più rivelatori, unita magari allo sfruttamento di altre peculiari caratteristiche che dovrebbero distinguere la RGDF dalle Onde Gravitazionali ordinarie e che sono tuttora in fase di studio.

Prof. Christian Corda - Collaboratore progetto Virgo

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