Il concerto dell'universo

di Luigi Dell'Aglio - 07/12/2005

Fonte: avvenire.it

Le onde gravitazionali come note musicali:parla lo scienziato Brian Greene. «Per la cosmologia si profila un’età dell’oro. Penso che impareremo presto ad "ascoltare" l’universo: allora una stella di neutroni sarà percepita come un cinguettio»

«Il bicchiere della conoscenza è mezzo vuoto. Finora abbiamo osservato solo una parte della realtà»

«Proviamo a immaginare una civiltà extraterrestre che, proprio in questo momento, stia imparando a ricevere e a sfruttare le onde elettromagnetiche, cioè la luce. Non c'è dubbio: la sua visione dell'universo, e del mondo in cui noi viviamo, sarebbe destinata a cambiare profondamente. Bene, noi umani ci troviamo in una condizione molto simile: stiamo per percepire l'universo in modo nuovo. Per millenni l'abbiamo guardato e osservato in tutti i modi possibili, ora, per la prima volta nella storia, stiamo scoprendo come "ascoltarlo"». Brian Greene, a 42 anni, è un cosmologo dei più autorevoli. Fisico e matematico della Columbia University di New York (dopo studi a Harvard e a Oxford), è famoso anche per essere stato un fenomeno già a cinque anni, quando moltiplicava numeri di 30 cifre, e un brillante universitario a 12. Oggi, secondo lui, il bicchiere della conoscenza è mezzo vuoto: «Finora abbiamo osservato soltanto una piccola fetta della realtà». Lo abbiamo sentito dire da tanti scienziati ma, se lo dice Greene, non è una frase fatta. Lui ha dato impulso alla più recente teoria sulla materia e sull'universo, la teoria delle superstringhe, secondo la quale i componenti base, particelle come quark ed elettroni, non hanno la forma di un punto ma sono costituite da un sottile filamento di energia. In questo modo, tutti i tipi di particelle vengono unificati, la relatività generale e la meccanica quantistica si combinano e, in conclusione, tutte le forze della natura possono essere rappresentate in un unico modello. Brian Greene si è reso famoso anche con i libri «L'Universo elegante» e «La trama del cosmo».
Che cos'è che ci farà percepire l'universo in modo nuovo?
«L'osservazione diretta delle onde gravitazionali, perturbazioni dello spazio create da eventi astronomici, con grandi masse che si muovono a grandi velocità (per esempio, l'esplosione di una supernova, la formazione di buchi neri). Finora dell'esistenza di queste onde abbiamo avuto solt anto prove indirette, anche se molto convincenti. Secondo la teoria della relatività generale, di Albert Einstein, lo spazio si comporta come una pedana elastica su cui ci si metta a saltare. Si formano onde gravitazionali. E queste, quando passano, incurvano lo spazio; qualcosa di simile avviene in uno stagno nel quale sia stato lanciato un sasso: una serie di onde deforma la superficie dell'acqua».
All'epoca della teoria di Einstein, mancava la tecnologia per rivelare queste onde.
«Ma anche dopo, nessuno è riuscito a provarne l'esistenza. Perché le deformazioni che esse provocano sono molto deboli. Neanche una bomba atomica provoca deformazioni apprezzabili. E anche se una stella, non troppo lontana, si trasformasse in supernova (cioè raggiungesse, con carattere esplosivo, un eccezionale splendore), la conseguente onda gravitazionale produrrebbe sulla Terra effetti pari a un milionesimo di miliardesimo di centimetro. Gli effetti sarebbero più consistenti se un impressionante cataclisma cosmico avvenisse a poca distanza dalla Terra; ma non è proprio il caso di augurarselo».
Perché hanno tanta importanza le onde gravitazionali? I rivelatori potrebbero darci una diversa e più completa immagine dell'universo?
«Tutti gli eventi che hanno luogo senza emissione di luce rimangono invisibili ai normali telescopi. Se si riuscisse ad osservare le onde gravitazionali, si otterrebbe una serie di preziosi ragguagli fisici e astronomici che con gli strumenti attuali ci sfuggono completamente. Tra le quattro forze fondamentali della natura (elettromagnetismo, gravitazione, interazione nucleare forte e debole), la gravità è quella che meno interagisce con la materia. Per conseguenza, un'onda gravitazionale può passare attraverso regioni dello spazio molto remote, che sono impenetrabili alla luce, occultate da gas, polveri, ammassi di stelle, come il centro delle galassie. Inoltre tutto è soggetto alla legge di gravità e quindi tutto può produrre un' onda che lasci una traccia osservabile. Ecco perché affermo che le ricerche attraverso i nuovi rilevatori Ligo e Virgo, all'opera da poco tempo, segneranno una svolta nelle speculazioni sul cosmo».
Lei sostiene che impareremo ad "ascoltare" l'universo. Perché?
«Certe onde gravitazionali potrebbero essere sonore, e verrebbero udite dall'orecchio umano. Allora una stella di neutroni ci si manifesterebbe come un acutissimo cinguettio d'uccelli. Uno scontro di buchi neri lo percepiremmo come il canto di una rondine. Se avranno fortuna, i rilevatori Ligo e Virgo saranno le prime "radio" a sintonizzarsi sul concerto cosmico».
Si otterranno anche nuove informazioni sulle prima fasi dell'esistenza dell'universo?
«Nel prossimo decennio, anche grazie alle onde gravitazionali, potremmo ricevere qualche importante indicazione sull'origine del cosmo. Secondo il modello "inflazionario" (dall'inglese "inflate", nel senso che, nei primi istanti di vita, l'universo si sarebbe "gonfiato" rapidamente), agli albori del cosmo sono state prodotte onde gravitazionali, definite "primordiali". Se le troveremo, sarà un ulteriore successo del modello inflazionario rispetto al modello dell'universo ciclico. Molte teorie e ipotesi verranno confrontate con la realtà sperimentale. Insomma: è cominciata un'età dell'oro per la cosmologia».