LICEO VOLTA FELLINI DI RICCIONE

I docenti del dipartimento di Fisica del Liceo Volta Fellini di Riccione hanno ideato e realizzato un progetto PCTO rivolto alle classi quarte e quinte  all’interno del quale sono state effettuate in novembre e dicembre alcune uscite didattiche presso i laboratori EGO a Cascina.

Nell'ambito del progetto è stato possibile visitare gli apparati dell’interferometro VIRGO e del centro EGO. hanno così potuto assistere alle spiegazioni dei ricercatori che vi lavorano e dialogato con loro potendo così approfondire sia aspetti didattici quali la teoria della relatività generale, l’interferometria, la meccanica, la termodinamica ma anche aspetti relativi all’internazionalizzazione della ricerca scientifica, alla sua forte spinta di innovazione tecnologica, alle relative ed importanti ricadute nella vita quotidiana e non da ultimo hanno potuto vivere in prima persona alcune fasi e prospettive di una ricerca scientifica, verificando così le proprie attitudini e inclinazioni.

Ma di quali ambiti di ricerca, esattamente,  si sta parlando?   Proviamo a spiegarlo.

Immaginate di avere un bicchiere d’acqua e di versarlo nell’oceano. 

Obiettivo: misurare l’innalzamento del livello dell’acqua. Vi sembra difficile? 

La stessa domanda se la pose Einstein quando più di 100 anni fa, nella sua teoria della relatività generale intuì che il moto delle stelle, delle galassie, i grandi cataclismi cosmici, eventi cioè dovuti e dominati dalla gravità avrebbero prodotto delle increspature nel “tessuto” dello spaziotempo. Einstein chiamò queste increspature onde gravitazionali ma fu molto scettico sulla possibilità di rilevarle, tanto da portarlo ad un passo da ritrattare la teoria che ne prevedeva l'esistenza.

Quando un’onda gravitazionale passa tra la sorgente e l’osservatore, lo spazio-tempo che li separa viene deformato e, in prima approssimazione, si allunga e si contrae ritmicamente in maniera simile alla deformazione che la gravità della Luna produce sulla terra generando le maree, ma nel caso delle onde gravitazionali si tratta di deformazioni dell’ordine di 10⁻²¹ metri per ogni metro, vale a dire un milionesimo del diametro di un protone!

In Italia, nel comune di Cascina (PI), in funzione dal 2003, e frutto di una collaborazione italo-francese nell'ambito del consorzio EGO (European Gravitational Observatory), si trova il rivelatore interferometrico VIRGO, simile ad un interferometro di Michelson. 

Si tratta in pratica di due enormi tubi lunghi rispettivamente 4 e 3 chilometri perpendicolari l'uno all'altro. In ognuno di questi tubi c'è un raggio laser che viene riflesso una cinquantina di volte da particolari specchi, così da allungarne il percorso. Se passa un'onda gravitazionale, essa dilata lo spazio in una direzione e lo accorcia nella direzione ortogonale alla prima per una lunghezza di miliardesimi di miliardesimi di miliardesimi di metro. Allungando lo spazio, la luce laser quindi impiega più tempo per attraversare uno dei due bracci di Virgo  mentre ne impiega di meno nel braccio ortogonale dove lo spazio si è ristretto. Analizzando con precisione estrema i tempi di anticipo e di ritardo (ed eliminando qualsiasi tipo di disturbo), si riesce a captare l'onda gravitazionale.

Il 14 agosto 2017, alle ore 12.30.43 ora italiana, l'interferometro VIRGO ha captato un'onda gravitazionale scaturita dalla fusione di due buchi neri lontani 1,8 miliardi di anni luce dalla Terra ed è stato solo l’inizio di una lunga serie che ha aperto un nuovo campo di studi inesplorato: l'astronomia a onde gravitazionali. 

Le onde gravitazionali rilevate sono state tradotte in segnali acustici e come sostiene Eugenio Coccia, uno degli scienziati del gruppo che nel 2017 ha vinto il premio Nobel,  “Ora è come se potessimo ascoltare i suoni dell’universo, prima potevamo solo vederlo”.

Simona Gentili