A che velocità si espande l'universo? Lo diranno le onde gravitazionali
Una ricerca dovrebbe rispondere ad un quesito sul destino cosmo
Presto potrebbe arrivare la misura più vasta e affidabile dell'espansione dell'universo grazie alle onde gravitazionali emesse da 50 'sirene' cosmiche, ossia dalle collisioni di coppie di stelle di neutroni che ruotano una intorno all'altra, nelle quali la materia raggiunge una densità estrema. Pubblicata sulla rivista Physical Review Letters, la ricerca nasce dalla collaborazione tra il britannico University College London (Ucl) e l'istituto americano Flatiron.
Lo studio dovrebbe risolvere uno dei principali dibattiti intorno all’universo, ossia la velocità con la quale si sta espandendo. Stephen Feeney del Flatiron Institute ha spiegato: “Abbiamo calcolato che osservando 50 stelle binarie di neutroni nel prossimo decennio, avremo dati di onde gravitazionali sufficienti per determinare in modo indipendente la migliore misurazione della costante di Hubble. Dovremmo essere in grado di rilevare un numero sufficiente di fusioni per rispondere a questa domanda entro cinque o dieci anni”.
La costante di Hubble è il valore che descrive quanto velocemente l’universo si sta espandendo, sfugge agli scienziati da decenni. Fissare questo numero porrebbe fine a un dibattito di lunga data tra gli astronomi e ci avvicinerebbe alla comprensione dell’evoluzione e del destino dell’universo. Attualmente si stima che l'universo abbia 13,8 miliardi di anni, vale a dire che il Big Bang dal quale ha avuto origine sia avvenuto 13,8 miliardi di anni fa e che da allora abbia continuato a espandersi secondo il ritmo scandito dalla costante di Hubble, la legge elaborata intorno al 1929 da Edwin Hubble e Georges Lemaître. Il problema è che i due metodi sui quali si basa la misura di questa costante non danno lo stesso risultato, cosa che suggerisce che l'intero modello cosmologico debba essere rivisto. Per questo motivo la risposta che potranno dare le onde gravitazionali è molto attesa da tutta la comunità scientifica.
Le onde gravitazionali sono increspature nel tessuto dello spazio-tempo. La teoria generale della relatività di Albert Einstein prevedeva la loro esistenza già nel 1915. Il Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) in Louisiana e nello Stato di Washington ha ottenuto la prima rilevazione assoluta di onde gravitazionali nel settembre 2015, e da allora hanno osservato una decina di altri eventi, insieme alla loro controparte europea, l’interferometro Virgo costruito in Italia, vicino a Pisa. Gli esperimenti cercano minuscole alterazioni nello spazio-tempo causate dal passaggio delle onde gravitazionali.
Virgo di nuovo in ascolto
Nuova campagna di osservazioni del rivelatore europeo di onde gravitazionali Virgo: in aprile la sua versione potenziata (Advanced Virgo) sarà pronta per rimettersi in ascolto del cielo, più potente e sensibile, insieme al rivelatore americano Ligo. Lo rende noto sul suo sito l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn).
A Cascina (Pisa), dove si trova il rivelatore Virgo dell'Osservatorio gravitazionale europeo (Ego), si sta lavorando perché tutto sia pronto per tornare ad ascoltare le vibrazioni dello spazio tempo, previste un secolo fa da Albert Einstein.
Il primo periodo di prova nella presa dati, il tredicesimo nella storia del rivelatore, si è concluso il 18 dicembre 2018,e ha permesso di fare una simulazione completa della procedura di rilascio degli Open Public Alerts, ossia degli avvisi lanciati alle comunità internazionale di fisici e astronomi ogni volta che Virgo rileva un possibile segnale legato alle onde gravitazionali. Una volta ricevuti gli avvisi, i ricercatori che li ricevono puntano i telescopi nell'area del cielo indicata da Virgo e Ligo in cerca della possibile sorgente, realizzando la cosiddetta astronomia multimessaggera, basata cioè sui segnali di diversi tipi di messaggeri cosmici. Poiché questi avvisi devono essere diffusi entro tempi brevi, una squadra di allerta veloce è incaricata di garantire la loro qualità. Un secondo periodo di presa dati di prova, il numero 14, è previsto in marzo e avrà una durata prevista di circa quattro settimane. Seguirà quindi il terzo periodo di osservazione, in aprile,nel quale Virgo si metterà in ascolto delle onde gravitazionali insieme alle due antenne di Ligo.
Lo studio dovrebbe risolvere uno dei principali dibattiti intorno all’universo, ossia la velocità con la quale si sta espandendo. Stephen Feeney del Flatiron Institute ha spiegato: “Abbiamo calcolato che osservando 50 stelle binarie di neutroni nel prossimo decennio, avremo dati di onde gravitazionali sufficienti per determinare in modo indipendente la migliore misurazione della costante di Hubble. Dovremmo essere in grado di rilevare un numero sufficiente di fusioni per rispondere a questa domanda entro cinque o dieci anni”.
La costante di Hubble è il valore che descrive quanto velocemente l’universo si sta espandendo, sfugge agli scienziati da decenni. Fissare questo numero porrebbe fine a un dibattito di lunga data tra gli astronomi e ci avvicinerebbe alla comprensione dell’evoluzione e del destino dell’universo. Attualmente si stima che l'universo abbia 13,8 miliardi di anni, vale a dire che il Big Bang dal quale ha avuto origine sia avvenuto 13,8 miliardi di anni fa e che da allora abbia continuato a espandersi secondo il ritmo scandito dalla costante di Hubble, la legge elaborata intorno al 1929 da Edwin Hubble e Georges Lemaître. Il problema è che i due metodi sui quali si basa la misura di questa costante non danno lo stesso risultato, cosa che suggerisce che l'intero modello cosmologico debba essere rivisto. Per questo motivo la risposta che potranno dare le onde gravitazionali è molto attesa da tutta la comunità scientifica.
Le onde gravitazionali sono increspature nel tessuto dello spazio-tempo. La teoria generale della relatività di Albert Einstein prevedeva la loro esistenza già nel 1915. Il Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) in Louisiana e nello Stato di Washington ha ottenuto la prima rilevazione assoluta di onde gravitazionali nel settembre 2015, e da allora hanno osservato una decina di altri eventi, insieme alla loro controparte europea, l’interferometro Virgo costruito in Italia, vicino a Pisa. Gli esperimenti cercano minuscole alterazioni nello spazio-tempo causate dal passaggio delle onde gravitazionali.
Virgo di nuovo in ascolto
Nuova campagna di osservazioni del rivelatore europeo di onde gravitazionali Virgo: in aprile la sua versione potenziata (Advanced Virgo) sarà pronta per rimettersi in ascolto del cielo, più potente e sensibile, insieme al rivelatore americano Ligo. Lo rende noto sul suo sito l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn).
A Cascina (Pisa), dove si trova il rivelatore Virgo dell'Osservatorio gravitazionale europeo (Ego), si sta lavorando perché tutto sia pronto per tornare ad ascoltare le vibrazioni dello spazio tempo, previste un secolo fa da Albert Einstein.
Il primo periodo di prova nella presa dati, il tredicesimo nella storia del rivelatore, si è concluso il 18 dicembre 2018,e ha permesso di fare una simulazione completa della procedura di rilascio degli Open Public Alerts, ossia degli avvisi lanciati alle comunità internazionale di fisici e astronomi ogni volta che Virgo rileva un possibile segnale legato alle onde gravitazionali. Una volta ricevuti gli avvisi, i ricercatori che li ricevono puntano i telescopi nell'area del cielo indicata da Virgo e Ligo in cerca della possibile sorgente, realizzando la cosiddetta astronomia multimessaggera, basata cioè sui segnali di diversi tipi di messaggeri cosmici. Poiché questi avvisi devono essere diffusi entro tempi brevi, una squadra di allerta veloce è incaricata di garantire la loro qualità. Un secondo periodo di presa dati di prova, il numero 14, è previsto in marzo e avrà una durata prevista di circa quattro settimane. Seguirà quindi il terzo periodo di osservazione, in aprile,nel quale Virgo si metterà in ascolto delle onde gravitazionali insieme alle due antenne di Ligo.