Stelle di neutroni, buchi neri e onde gravitazionali

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Titolo originale:

Neutron Stars, Black Holes, and Gravitational Waves

Contenuto del libro:

La Teoria generale della relatività di Albert Einstein, pubblicata nel 1915, fece una previsione straordinaria: la radiazione gravitazionale.

Proprio come la luce (radiazione elettromagnetica), la gravità potrebbe viaggiare nello spazio come un'onda e influenzare gli oggetti che incontra, comprimendoli ed espandendoli alternativamente. Tuttavia, c'era un problema. La forza di gravità è circa un trilione, trilione, trilione di volte più debole dell'elettromagnetismo, quindi le compressioni e le espansioni calcolate erano incredibilmente piccole, anche per le onde gravitazionali derivanti da un evento astrofisico catastrofico come l'esplosione di una supernova nella nostra galassia. Scoraggiati da questo risultato, fisici e astronomi non provarono nemmeno a rilevare questi minuscoli effetti per oltre 50 anni. Poi, tra la fine degli anni '60 e l'inizio degli anni '70, si verificarono due eventi che diedero il via alla caccia alle onde gravitazionali. Il primo fu la segnalazione della rilevazione diretta di onde gravitazionali migliaia di volte più forti anche dei calcoli più ottimistici. Sebbene alla fine si sia rivelato errato, questo risultato ha fatto riflettere gli scienziati sulla strumentazione necessaria per rilevare queste onde. Il secondo è stato un rilevamento effettivo, anche se indiretto, di radiazioni gravitazionali grazie agli effetti sul periodo di rotazione di due "stelle di neutroni" in orbita l'una intorno all'altra.

In questo caso, le osservazioni erano esattamente in accordo con le previsioni della teoria di Einstein, il che confermava che una ricerca diretta avrebbe potuto avere successo. Tuttavia, ci sono voluti altri 40 anni di sviluppo di rivelatori sempre più sensibili prima di osservare i primi effetti diretti nel 2015, 100 anni dopo la prima previsione delle onde gravitazionali. Questa è la storia di quella caccia e delle intuizioni che sta producendo su una serie di argomenti della scienza moderna, dalla creazione degli elementi chimici alle intuizioni sulle proprietà della gravità stessa.