Le onde gravitazionali

Le onde gravitazionali

26 marzo 2014 di Dino Licci

Con la scoperta delle onde gravitazionali che Einstein aveva previsto con la sua teoria delle relatività generale ci stiamo sempre di più avvicinando al momento cruciale in cui tutto ebbe inizio Stiamo per capire come tutto è avvenuto, stiamo per capire cosa sia il Big Bang.

Questo termine fu coniato in modo ironico e dispregiativo da uno studioso inglese che insegnava a Cambridge, certo Hoyle che aveva formulato la teoria dello Stato Stazionario. Egli insomma credeva che l’Universo fosse statico e che fosse sempre esistito, ma oggi sappiamo, perché lo si è potuto ormai variamente sperimentare, che Hoyle aveva torto:

L’Universo ha avuto un inizio 13,7 miliardi di anni fa ed è tutt’altro che stazionario. Esso  si espande a grande velocità con un curioso meccanismo laddove le galassie si allontanano le une dalle altre  pur senza muoversi direttamente ma come se fosse lo spazio stesso a dilatarsi. Gli scienziati sono soliti paragonare il fenomeno (per scopi didattici)  a quello di un palloncino gonfiabile cui sono stati disegnati dei puntini rossi. Gonfiando il palloncino i puntini si allontanano sempre più velocemente gli uni dagli altri pur senza muoversi. Insomma la dilatazione è propria dello spazio che contiene le galassie.

Anche Einstein pensava, a torto,  che l’Universo fosse statico e ipotizzò l’esistenza di una forza misteriosa, la costante cosmologica che avrebbe impedito agli astri di collassare secondo le leggi della gravità. Ma la sua teoria della relatività suggeriva proprio il contrario .

Il primo a formulare la teoria del BIG BANG o UOVO cosmico fu padre Lemaitre  che aveva tratto le sue conclusioni proprio studiando le formule di Einstein.

E fu  Hubble, con l’aiuto di potentissimi telescopi e l’analisi spettroscopica, a fornire le prove che l’Universo in effetti  si dilata espandendosi  in ogni direzione e da qualsiasi punto lo si osservi.  Egli, per calcolar la velocità d’espansione,  si basò sul metodo delle candele standard e cioè di alcune stelle di cui conosceva la luminosità, le Cefeidi per esempio, che pulsano con ritmi costanti.

Se l’Universo si dilata, ciò vuol  dire che prima era più piccolo e via via, andando indietro nel tempo, sempre più piccolo fino alle dimensioni  microscopiche laddove la temperatura e la pressione dovevano essere altissime.

Hubble inoltre aveva scoperto la galassia  di Andromeda, cioè un altro mondo immenso fuori dalla nostra via Lattea che fino al 1920 si pensava comprendesse l’intero Universo. Hubble in una sola notte   ci fece capire che l’Universo era immensamente più grande di quanto si pensasse a quei tempi!!!

Non una sola  galassia con 100-200 miliardi di stella ma 100 miliardi di galassie simili alla nostra che ruotano tutte insieme nell’Universo infinito.

Ma quali prove si  avevano che si era intrapresa la strada giusta?

A questo punto entra in scena uno scienziato russo. Gamov pensò che se l’Universo, andando indietro nel tempo diventava sempre più piccolo, allora la sua pressione e la sua temperatura dovevano essere enormemente più alte e quindi  ipotizzò una  Radiazione cosmica di fondo che non riuscì a trovare personalmente ma che fu  scoperta poi quasi per caso da  Penzias e Wilson, due scienziati insigniti del premio nobel nel 1978. La teoria dello stato stazionario veniva così abbandonata per sempre mentre tutti gli scienziati del mondo confermarono la teoria  del BIG BANG

Furono  però mosse Critiche alla teoria del big bang

Problemi sull’equilibrio termico dello spazio profondo e sui tempi delle formazioni delle galassie: L’Universo è troppo grande e non abbastanza vecchio perché la sua temperatura sia costante in tutti i suoi punti, si disse.

Così si formulò la teoria dell’Inflazione di Alan  Guth che prevede che l’Universo piccolissimo e incredibilmente caldo, si sia espanso inizialmente ad una velocità molto superiore a quella della luce in che avrebbe consentito l’uniformità della temperatura-

Le quattro forze della natura erano fuse  insieme e l’espansione sarebbe avvenuta quando ancora le leggi di Einstein non potevano essere valide. Poi  la gravità si staccò dalle altre forze nei primi istanti di vita  liberando energia e consentendo l’inflazione di Guth.  Finora ci si era spinti indietro nello spazio tempo  fino a 380.000 anni dallo scoppio iniziale. Il WNIP, il satellite inviato dalla Nasa per avere conferma della teoria dell’inflazione  (2001)  ci fornì  nel 2003 un’immagine dell’Universo bambino (380.000 anni di età)- Tutto corrispondeva alle teorie proposte!

Fino ad oggi non ci si era mai spinti più indietro nello spazio tempo e nessuno era certo che avremmo potuto “vedere” le onde gravitazionali , ma ieri 17 Marzo 2014, il   segnale dell’inflazione cosmica è stato  registrato grazie agli strumenti di un telescopio a microonde chiamato Bicep2.

L’importante notizia ci è stata notificata dal Centro di astrofisica dell’università di Harvard  di Boston ad opera degli astrofisici John Kovac e Chao-Lin Kuo. 

Se finora  l’inflazione cosmica era solo un’ipotesi atta a giustificare la  geometria  dell’universo come oggi lo vediamo, oggi diventa ancor più un fatto tangibile e, per quanto possa sembrare strano,  13.700 miliardi di anni fa, comparvero  lo spazio ed il tempo con una dilatazione esponenziale  tale  che  dalle dimensioni di una biglia che conteneva già tutto ( energia, materia, particelle elementari), l’Universo ha raggiunto le dimensioni attuali. E continua ad espandersi sempre più velocemente!!!