Le Prime Rivelazioni

Le onde gravitazionali sono state rivelate per la prima volta un secolo dopo la loro previsione da parte di Albert Einstein. Questo è avvenuto il 14 settembre 2015, quando i due rivelatori Advanced LIGO hanno catturato un segnale che corrispondeva quasi perfettamente al modello teorico di un’onda gravitazionale prodotta dalla fusione di due buchi neri con masse pari a 29 e 36 volte quella del Sole. Questi due oggetti, situati a un miliardo di anni luce dalla Terra, si sono fusi formando un buco nero di 62 masse solari. Questo segnale è stato denominato GW150914.

All’epoca della scoperta, il rivelatore Virgo non aveva ancora iniziato ad osservare, poiché gli interventi necessari per raggiungere la sensibilità prevista non erano ancora completati. Tuttavia, gli scienziati di LIGO e Virgo collaboravano già da quasi dieci anni, condividendo competenze, strategie e dati.

La corrispondenza tra la forma d’onda teorica attesa e il segnale rivelato era così straordinaria che, prima di annunciare la scoperta, la collaborazione LIGO-Virgo si sentì in dovere di verificare che il segnale non fosse stato falsificato intenzionalmente per screditare l’esperimento. Alla fine, questa ipotesi si rivelò altamente improbabile. L’ultimo dubbio fu completamente dissipato quando, il 26 dicembre 2015, i rivelatori captarono un altro segnale di onda gravitazionale. Le onde gravitazionali erano reali ed erano state rivelate per la prima volta nella storia!

L’annuncio della scoperta di GW150914 fu dato al mondo l’11 febbraio 2016, con diverse conferenze stampa congiunte della collaborazione LIGO-Virgo. Contemporaneamente, un articolo scientifico fu pubblicato su Physical Review Letters. L’importanza di questa scoperta fu riconosciuta con il Premio Nobel per la Fisica 2017, assegnato a Rainer Weiss, Barry C. Barish e Kip S. Thorne “per contributi decisivi al rivelatore LIGO e all’osservazione delle onde gravitazionali”. Il premio, assegnato in tempi record, ha sancito il valore storico di questa scoperta non solo per l’astrofisica, ma per la scienza tutta.

GW150914 non è importante solo perché è stata la prima onda gravitazionale rivelata, ma anche perché ha dimostrato l’esistenza di buchi neri con masse di decine di volte quella del Sole, il fatto che possano formare sistemi binari e che tali sistemi possano fondersi entro il tempo di vita dell’universo. Inoltre, ha rappresentato un test fondamentale per la Relatività Generale in condizioni di campi gravitazionali estremamente intensi.

Per la prima volta, gli eventi astrofisici potevano essere studiati non solo attraverso onde elettromagnetiche o particelle, ma con un approccio completamente nuovo: analizzando la deformazione dello spazio-tempo da essi causata. Questa scoperta ha rivoluzionato l’astronomia negli anni successivi, aprendo una nuova finestra sull’universo. Un altro aspetto cruciale di questa rivoluzione è stata la possibilità di studiare oggetti estremamente massicci come i buchi neri, che altrimenti sarebbero difficilissimi da osservare. Grazie alle onde gravitazionali, è ora possibile analizzare grandi popolazioni di buchi neri, studiandone la distribuzione e le proprietà con un dettaglio senza precedenti.

Il 1º agosto 2017, il rivelatore Advanced Virgo si unì finalmente ai rivelatori LIGO per il secondo ciclo di osservazione (O2). La prima osservazione congiunta dei tre interferometri avvenne il 14 agosto 2017, con la rivelazione di un’onda gravitazionale prodotta dalla fusione di due buchi neri, chiamata GW170814. Fu il primo segnale captato da Virgo e la prova che il rivelatore aveva raggiunto una sensibilità sufficiente per osservare le onde gravitazionali. Ma il momento più emozionante doveva ancora arrivare, appena tre giorni dopo… Scopri di più qui [ link a Multimessenger Astronomy].