Onde gravitazionali: ci siamo o no?

Sento un tremito nel mondo scientifico… Potremmo essere vicini alla conferma dell’esistenza di un altro Santo Graal della ricerca scientifica: le onde gravitazionali teorizzate da Albert Einstein. Tutto è cominciato con un messaggio su Twitter di Lawrence M. Krauss, cosmologo, saggista e scrittore di fantascienza (La Fisica di Star Trek è il suo saggio divulgativo più noto in Italia).

Rumor of a gravitational wave detection at LIGO detector. Amazing if true. Will post details if it survives.

Ossia:

Voci sull’intercettazione delle onde gravitazionali dai rilevatori del LIGO. Se è vero è incredibile. Verranno pubblicati i dettagli se confermati.

La notizia era stata riportata da Nature a settembre 2015, ma il tam mediatico e scientifico si è risvegliato in questi giorni, rilanciato da un nuovo tweet di Krauss.

La mia prima indiscrezione su LIGO è stata confermata da fonti indipendenti. Restate sintonizzati! Potrebbero essere state scoperte le onde gravitazionali !! Emozionante., ha twittato Krauss.

Cos’è il LIGO?

LIGO è l’acronimo di Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (Osservatorio interferometro laser delle onde gravitazionali). Si tratta di una struttura ideata appositamente nel 1984 da Kip Thorne e Rainer Weiss nel 1984 allo scopo di rilevare le onde gravitazionali.

Secondo la teoria della Relatività Generale di Einstein, le onde gravitazionali sono dovute a cataclismatici (dal nostro piccolo punto di vista di esseri umani) eventi astronomici, come la fusione di buchi neri o l’esplosioni di una supernova, tra gli altri.

Il LIGO è dotato di due rilevatori, posti ad Hanford (Washington) e Livingston (Louisiana) che dal 2002 al 2010 non hanno rilevato alcunché. Però nel corso dello scorso anno, precisamente il 18 settembre 2015, è stato reso operativo il successore di LIGO, ossia Advanced LIGO, con uno sforzo finanziario di oltre 200 milioni di dollari. I suoi rilevatori sono tre volte più sensibili e funzionano 24 ore su 24.

Gli interferometri di LIGO, ossia gli strumenti atti a studiare gli effetti di composizione delle onde, funzionano facendo rimbalzare dei raggi laser tra specchi alle estremità opposte di tubi di aspirazione di 4 chilometri di lunghezza, al fine di rilevare il passaggio delle onde gravitazionali che estendono e comprimono la lunghezza dei tubi e il resto dello spazio.

Quale segnale ha intercettato LIGO?

Il realtà il punto vero e proprio non è il SE Advanced LIGO abbia o meno intercettato un segnale, ma se questo sia veramente o no quello che Krauss spera. Al momento sono in corso tutte le verifiche del caso e non è stato ancora pubblicato nulla e, in realtà anche se e quando ci sarà qualcosa di pubblicato, non saremo veramente certi di cosa sia stato intercettato da LIGO.

Un’ipotesi è che possa essere quello che viene chiamato chirp (letteralmente un cinguettio), ossia un’onda sinusoidale che diventa più alta di tono e più forte con il passare del tempo, come appunto il canto di alcuni uccelli. Questo sarebbe la firma dell’emissione di onde gravitazionali in seguito alla fusione o di due buchi neri o di due stelle di neutroni. Nelle fase finali di quella che è chiamata “la danza delle stelle”, le onde salgono oltre la soglia di 10-Hertz che le rende intercettabili da Advanced LIGO.

Ma potrebbe esserci un’altra risposta…

L’iniezione cieca

C’è anche la non remota possibilità che il segnale sia un falso. Non uno scherzo attenzione, ma un falso creato ad arte, segretamente da un’altra equipe di scienziati in forza al LIGO per testare la validità del nuovo strumento, secondo una metodologia denominata blind injection, che traduco come “iniezione cieca”. Non un sabotaggio, ma un deliberato test, insomma, ideato da un gruppo ristretto di tre scienziati, gli unici abilitati a farlo.

Solo loro sanno se, e quando, un certo tipo di segnale è stato iniettato, ha dichiarato in proposito la Fisica Laura Cadonati, del Georgia Institute of Technology di Atlanta, a capo della squadra che analizza i dati di Advanced LIGO.

Questi scienziati sono autorizzati a parlare dopo il pronunciamento dell’equipe del LIGO in merito, ossia dopo che sarà stato annunciato se considerano i risultati degni di pubblicazione oppure da scartare.

Già nel 2007 e 2010 sono stati condotti esperimenti di questo tipo, documentati dal sociologo dell’Università di Cardiff Harry Collins. Dal suo studio è emerso che simili test se da un lato servono a misurare l’efficacia delle tecniche di analisi, dall’altro potrebbero rappresentare un salasso di energie per gli scienziati coinvolti, così impegnati nel loro lavoro di verifica da non avere più una vita.

I primi due esperimenti hanno portato rispettivamente a 18 e 6 mesi di verifiche. Nel primo caso i risultati vennero scartati e non venne pubblicato nulla. Nel secondo caso invece la scelta di pubblicare i risultati provocò disappunto quando, come la prima volta, venne rivelato che si trattava di un test.

Gli ultimi aggiornamenti

Non sappiamo quando verrà sciolta la riserva su quanto annunciato con entusiasmo da Krauss e rilanciato negli scorsi giorni. Sul suo account twitter si è scatenata una piccola (ma non molto considerato l’ambiente scientifico) polemica sull’opportunità di dare credito a “voci”. Uno degli ultimi tweet di Krauss risponde a queste polemiche affermando:

To tweet or not to tweet. That is the question. For me, relaying excitement about science often suggests yes. 🙂

Ovvero:

Twittare o non twittare. Questo è il problema. Per me, comunicare l’entusiasmo verso la scienza suggerisce spesso di sì.

E nel twittare riporta il link di un articolo della rivista Science al quale ha ribadito di NON aver mai parlato con qualcuno del gruppo di LIGO. Per questo ho usato la parola “voce”. Non so come avrei potuto essere più chiaro, ha affermato.

Pur tuttavia qualche disappunto presso lo staff di LIGO l’entusiasmo di Krauss però lo ha creato. Ho visto il nuovo tweet di Krauss, ha scritto Gabriela Gonzalez, un fisico dell’Università Statale della Louisiana a Baton Rouge, e portavoce per la collaborazione scientifica LIGO in una email. Sono dispiaciuta (di nuovo) che non abbia chiesto nulla a me o a chiunque dei dirigenti di LIGO.

Krauss ha ribadito la sua posizione affermando:

Se li avessi contattati avrebbe significato che stessi cercando di ottenere informazioni che non avrei dovuto avere. Sarebbe stato inadeguato. 

Aggiungendo che se avesse ricevuto una qualche informazione confidenziale dallo staff di LIGO se lo sarebbe tenuto per sé.

Viene da chiedersi, a questo punto, quali siano le fonti di Krauss.

La risposta ufficiale di LIGO  è comunque inequivocabile. La Gonzalez ha affermato:

Non abbiamo ancora finito di acquisire i dati e non abbiamo finito di rivedere l’analisi dei primi risultati. Vi faremo certamente sapere quando si avranno notizie da condividere. E non è una voce.

Attendiamo quindi

Nel corso del 2016 diventerà operativo il gemello europeo di Advanced LIGO, chiamato Advanced Virgo, così come Virgo è il gemello di LIGO, che dovrebbe consentire di intercettare le collisioni tra buchi e neri e stelle di neutroni con regolarità, circa 10 volte all’anno.

Per inciso, anche Virgo è stato sottoposto, lo pubblicava Le Scienze 5 anni fa circa, a test di blind injection, un segnale chiamato Big Dog.

Se tali rilevazioni diventassero routine consentirebbero, secondo le speranze di Chad Hanna, fisico della Università Statale della Pennsylvania, grazie a un network di osservatori che si interscambiano dati, di poter arrivare al punto che Quando il segnale di una collisione arriva, lo si potrà sapere 30 secondi dopo.

Per ora ci limitiamo ad aspettare con curiosità gli eventi, in attesa di sapere se è tutto onda quello che fluttua.

Stay Tuned.