Càscina (PI): Catturare onde gravitazionali nella campagna pisana

Le Onde Gravitazionali sono una previsione di quella che è da molti, compreso chi scrive, 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 sono delle deboli curvature dello spazio-tempo che si propagano nel vuoto alla velocità della luce.

Varie sorgenti di Onde Gravitazionali sono previste dall’Astrofisica. Ricordiamo qui i Sistemi Binari di stelle compatte quali Nane Bianche, Stelle di Neutroni e, soprattutto, Buchi Neri, le grandi esplosioni di Supernovae (eventi molto 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 di Cascina), le Pulsar ed i Buchi Neri Singoli.

Una notevole importanza Cosmologica dovrebbero invece avere le cosidette Onde Gravitazionali Fossili o Radiazione Gravitazionale di Fondo (RGDF), in quanto deriverebbero da eventi avvenuti nell’Universo Primordiale, in pratica un istante dopo il Big-Bang, la “Grande Esplosione” da cui avrebbe avuto origine il nostro Universo.
Secondo il Modello Standard del nostro Universo, la RGDF dovrebbe derivare dalla cosidetta Inflazione, un brevissimo periodo dell’Evoluzione Cosmica in cui l’Universo stesso si sarebbe espanso ad una velocità superiore a quella della luce! La Relatività Einsteniana non verrebbe in questo caso violata in quanto sarebbe stato lo spazio-tempo stesso ad espandersi a velocita’ sovraluminare e non ci sarebbe stata comunque una propagazione dei segnali da un corpo ad un altro  a velocità superiore a quella della luce, che è ciò che è espressamente proibito dalla Teoria di Einstein.
L’Inflazione avrebbe prodotto delle forti perturbazioni nello 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 appunto.
Si ha oggi, a questo proposito, una grande speranza. Attualmente gli scienziati  studiano l’ “Istantanea” dell’Universo più remota che hanno a disposizione,  ossia la Radiazione Cosmica Elettromagnetica di Fondo, che dovrebbe essere stata rilasciata all’epoca del disacoppiamento tra radiazione (elettromagnetica) e materia circa 300000 anni dopo il Big-Bang. E’ stato però dimostrato che, se l’attuale insieme di Rivelatori di Onde Gravitazionali che hanno da poco iniziato ad analizzare i loro dati, potrà un giorno portare alla rivelazione della RGDF, essa sarà in grado di fornirci un’ ‘”Istantanea” di com’era il nostro Universo meno di un secondo dopo il Big-Bang.
Ciò è dovuto al fatto che  l’interazione gravitazionale è la piu’ debole tra le forze conosciute, e queste Onde Gravitazionali Fossili dovrebbero essersi disacoppiate dal resto della materia ed energia dell’Universo a quell’epoca remota. 
Inoltre, la rivelazione  della RGDF sarebbe una prova dell’avvenuta Infazione.
Capiamo dunque quali passi in avanti possano fare le nostre conoscenze Cosmologiche e quale interessante scenario potrebbe aprirsi se la RDGF venisse 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 (quale il celebre rivelatore LISA attualmente in fase di progettazione da uno sforzo congiunto delle due Agenzie Spaziali, Europea ed Americana)  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.
In particolare, un gruppo di ricercatori Italo-Spagnolo sta studiando la possibile generazione di RGDF in un Modello d’Universo diverso da quello standard. In tale Modello il Big-Bang non ci sarebbe stato. Si tratterebbe invece di un Universo Oscillante, senza inizio né fine.