L’11 Febbraio 2016 gli scienziati del LIGO hanno annunciato di essere riusciti a rilevare le onde gravitazionali  ascoltandone il suono  proveniente dalla fusione di due buchi neri che si sono scontrati a 1,3 miliardi di anni luce da noi. Questa eccezionale scoperta è stata resa possibile tramite due interferometri laser posti in due differenti località degli Stati Uniti, e fornisce la prova che quanto previsto da Albert Einstein 100 anni fa dalla relatività generale era vero. Questi suoni hanno una frequenza compresa tra i 35 e i 150 Hz e sembrano usciti da un telefillm di fantascienza; molto simili al rumore del Tardis del dottor Who. Un terzo interferometro era presente in Italia ma in quel momento non era attivo in quanto stava effettuando un upgrade.

Bisogna precisare che il breve impulso registrato è stato, pur preservandone la struttura primaria, amplificato e modulato dagli scienziati per renderlo acusticamente udibile. Altrimenti sarebbe stato troppo basso in frequenza per essere ascoltato distintamente. Possiamo dire in termini musicali che è stato trasportato in altezza.

Nell’esempio in basso si può ascoltare nella prima parte il suono originale seguito da quello modulato  che comunque mantiene inalterate le caratteristiche di quello originale.

Cosa sono le onde gravitazionali ?

La teoria della relatività generale afferma  che lo spaziotempo viene più o meno curvato dalla presenza di una massa.
Spesso, si raffigura la situazione come una palla che con la sua massa  deforma un telo elastico.
Questa è solo una semplificazione alle dimensioni raffigurabili ovvero le tre dimensioni spaziali, è abbastanza difficile concepirlo considerando la quarta: il tempo indissolubilmente legato alle altre tre.

Nella figura in alto possiamo vedere come la terra , con la sua massa, deformi lo spaziotempo. Possiamo immaginare che una massa grande come quella del sole produca una curvatura ancora maggiore. Einstein previde che in alcuni particolari ed imponenti eventi cosmici, in cui vi siano due corpi massivi rotanti, si producano delle particolari onde aventi un’energia tale da creare delle increspature nello spazio tempo. Semplificando di molto possiamo pensare ad un lago che avesse al suo centro un enorme vortice, esso produrrà delle onde nell’acqua che arriverebbero parallelamente fino alla riva. Nel nostro caso il vortice in questione è stato generato da due buchi neri che,per effetto della loro rapidissima rotazione  hanno prodotto onde gravitazionali che sono arrivate fino a noi alla velocità della luce impiegando più di un miliardo di anni. A differenza delle onde d’acqua le onde gravitazionali determinano una curvatura dello spazio e del tempo.




Portando con se le “informazioni” di quell’ antico evento, hanno permesso agli scienziati del LIGO di registrare una serie di impulsi che rappresentano il suono di una melodia “scritta” 1,3 miliardi di anni fa e che ora è arrivata fino a noi come le onde sulla riva del mare.

N.B. Bisogna precisare che il suono per propagarsi, come avevamo scritto in un altro post, ha bisogno di un mezzo materiale (aria, acqua, eccetera) , a differenza della luce che si propaga anche nel vuoto. Quindi nel cosmo non si possono propagare le onde acustiche, ma solo quelle elettromagnetiche.

 Allora come hanno fatto a registrare questo rumore?

L’evento sonoro che si è “ascoltato” è soltanto la conversione della variazione(compressione/espansione) della lunghezza del raggio laser che ha rilevato le onde gravitazionali, in un suono.

Il video seguente è una simpatica animazione in lingua inglese (con sottotitoli in italiano), che descrive come si è arrivati a questa scoperta.