Caccia alle onde gravitazionali, LISA è pronta al lancio – Le Scienze

Caccia alle onde gravitazionali, LISA è pronta al lancio

Cortesia ESA

Dai fotoni che rimbalzano alle onde gravitazionali
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È pronto per iniziare la campagna di lancio LISA Pathfinder (Laser Interferometer Space Antenna), il satellite dell’Agenzia spaziale europea (ESA) che ha il compito di dimostrare la validità di un’avveniristica tecnologia di misurazioni ultraprecise destinata a inaugurare un modo completamente nuovo di osservare l’universo: attraverso le onde gravitazionali.

Previste da Einstein esattamente cent’anni fa nella teoria della relatività generale, le onde gravitazionali sono “increspature” del tessuto dello spazio-tempo prodotte da eventi che coinvolgono oggetti estremamente massicci, per esempio la fusione di due stelle di neutroni o di due buchi neri.

Finora, tuttavia, malgrado siano in corso importanti esperimenti con interferometri a terra, non sono mai state osservate direttamente, un obiettivo che astrofisici e cosmologi considerano come la conquista di una dimensione totalmente nuova della cosmologia, paragonando le onde gravitazionali a potenti suoni emessi dall’universo e la loro rilevazione all’aggiunta del sonoro alle pellicole del cinema muto.

Rilevare quello che è stato definito come l'”urlo della gravità” prodotto da fenomeni estremi quali la fusione di buchi neri al centro di due galassie potrebbe finalmente risolvere numerose questioni cosmologiche ancora irrisolte, offrendo inoltre, forse, la prima prova sperimentale della discussa teoria delle stringhe.

Interpretazione artistica della rilevazione di onde gravitazionali da parte di eLISA (Credit: eLISA Consortium)
Per riuscire finalmente a catturare le onde gravitazionali, l’ESA sta studiando una ambiziosissima missione spaziale chiamata eLISA (european Laser Interferometer Space Antenna), composta da tre satelliti in orbita intorno al Sole, collocati ai vertici di un triangolo equilatero di 5 milioni di chilometri per lato. All’interno dei satelliti, masse in oro e platino galleggiano liberamente, e un sofisticato interferometro laser registra le oscillazioni della loro velocità relativa dovute all’eventuale azione delle onde gravitazionali.

Il progetto è importante e molto complesso (nonché costoso), e dato che coinvolge concetti e tecnologie del tutto nuovi, l’ESA, insieme alle agenzie di altri paesi europei, tra cui l’Agenzia spaziale italiana (ASI), ha deciso di farlo precedere da una missione dedicata specificamente a verificare  il funzionamento dei suoi elementi più cruciali: LISA Pathfinder appunto, che costituisce in pratica una versione in miniatura di uno dei bracci di eLISA.

LISA Pathfinder negli stabilimenti IABG di Monaco
Grande “appena” 2,7 metri di altezza per 2,1 di diametro, LISA Pathfinder porta infatti al suo interno due delle stesse masse che saranno usate in eLISA, che però invece di essere distanti 5 milioni di chilometri, stavolta sono vicine un po’ meno di un metro. Anche in questo caso, un interferometro laser misurerà la loro velocità relativa, e sarà associato ad altre tecnologie essenziali per eliminare le forze di disturbo non gravitazionali.

Costato all’ESA circa 430 milioni di euro, a cui vanno aggiunti i contributi degli altri paesi partecipanti al progetto e quello della NASA, che collabora con un proprio payload, LISA Pathfinder ha appena concluso la fase finale di test in Germania e a fine novembre partirà dallo spazioporto europeo di Kourou, nella Guyana Francese, a bordo di un lanciatore Vega.

Ma la sua realizzazione non sarebbe stata possibile senza il contributo decisivo dell’Italia. Sono italiani infatti i sensori inerziali – il cuore della metrologia di altissima precisione essenziale per il funzionamento dell’osservatorio – che sono stati costruiti da CGS S.p.A. con il finanziamento dell’ASI e su progetto dei ricercatori dell’Università di Trento e dell’Istituto nazionale di fisica nucleare (INFN). Ed è italiano Stefano Vitale, fisico sperimentale dell’Università di Trento e principale responsabile scientifico della missione, che è un po’ il padre del concetto alla base di eLISA, di cui segue il progetto fin dai suoi inizi, oltre 15 anni fa.

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