Pubblicato il: 31 ottobre 2018 alle 7:00 am

Le onde gravitazionali potrebbero presto misurare con precisione l’espansione dell’universo Nuove osservazioni nel 2019 attraverso LIGO, acronimo di Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (osservatorio interferometro laser delle onde gravitazionali) in collaborazione con il team italiano di Virgo

di Teresa Terracciano.

Chicago, 31 Ottobre 2018 – Venti anni fa, gli scienziati si rendevano conto non solo che il nostro universo si sta espandendo, ma anche più velocemente nel tempo.

Si stima che, data la rapidità con cui i ricercatori del LIGO hanno assistito alla prima collisione stellare di neutroni, potrebbero avere una misurazione molto accurata del tasso di espansione dell’universo entro cinque o dieci anni.

Nel 1929, Edwin Hubble annunciava le sue osservazioni di galassie al di là della Via Lattea che sembravano allontanarsi da noi, e più lontano era la galassia, più velocemente si allontanava. Questo è un fondamento della teoria del Big Bang che ha dato il via a una ricerca lunga quasi un secolo per sapere il modo esatto in cui ciò si sta verificando.

Per calcolare la velocità con cui l’universo si sta espandendo, gli scienziati hanno bisogno di due numeri. Uno è la distanza da un oggetto lontano; l’altro è quanto velocemente l’oggetto si allontana da noi a causa dell’espansione dell’universo. Con un telescopio, la seconda misurazione è relativamente facile da determinare, perché la luce che si vede guardando una stella lontana viene spostata verso il rosso* mentre si allontana. Gli astronomi, per più di un secolo, hanno usato quel metodo per vedere quanto velocemente un oggetto si muove.

Le onde gravitazionali offrono un modo completamente diverso per calcolare la costante di Hubble. Quando due enormi stelle si schiantano l’una nell’altra, mandano increspature nella struttura dello spazio-tempo che possono essere rilevate sulla Terra. Misurando questo segnale, gli scienziati possono ottenere informazioni su massa e energia delle stelle in collisione. Quando confrontano questa lettura con la forza delle onde gravitazionali, possono dedurre la distanza.

Questa misurazione risulta più chiara e precisa secondo Daniel Holz, professore di fisica alla Chicago University, co-autore del primo calcolo del genere dal 2017.

«Con la collisione che abbiamo visto l’anno scorso, siamo stati fortunati – era vicino a noi, quindi è stata relativamente facile da analizzare», afferma Maya Fishbach, studentessa laureata all’UChicago e co-autore dello studio. «Le rilevazioni future saranno molto più distanti, ma una volta ottenuta la prossima generazione di telescopi, dovremmo riuscire ad analizzare anche questi rilevamenti lontani».

I rilevatori LIGO sono pianificati per iniziare una nuova corsa di osservazione nel febbraio 2019, affiancata dai collaboratori italiani di VIRGO. Grazie a un aggiornamento, la sensibilità dei rivelatori sarà molto più elevata, espandendo numero e distanza degli eventi astronomici che si possono captare.

*Redshift “spostamento verso il rosso” in astronomia e astrofisica indica lo spostamento delle frequenze di assorbimento verso valori più bassi di quelli misurati in laboratorio, rivelato nelle osservazioni spettroscopiche delle galassie. Il fenomeno, così chiamato perché nel visibile produce uno spostamento verso il colore rosso, è conseguenza dell’espansione dell’Universo, a causa della quale tutte le galassie, compresa la nostra, si allontanano le une dalle altre. [Treccani]

Fonte per approfondimenti: Hsin-Yu Chen, Maya Fishbach, Daniel E. Holz. A two per cent Hubble constant measurement from standard sirens within five years. Nature, 2018; DOI: 10.1038/s41586-018-0606-0

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