La Relatività Generale dall’eclissi del 1919 alle conferme piu’ recenti

Era il 29 maggio 1919 che la teoria di Albert Einstein trovò la sua prima grande conferma. Fu confermata da Sir Arthur Eddington durante l’eclissi solare del 29 maggio 1919 (seguente immagine), che offrì le condizioni ideali per rendere visibili e misurare le posizioni delle stelle attorno al disco solare: queste stelle, normalmente non visibili durante il giorno a causa della luminosità del Sole, sarebbero state visibili durante il momento della totalità dell’eclisse, quando la Luna avrebbe coperto del tutto il disco solare.

Eclissi
Eclissi solare 29 maggio 1919

Una differenza nella posizione osservata delle stelle durante l’eclisse, rispetto alla loro posizione normale durante la notte, avrebbe indicato che la luce di queste stelle si era piegata mentre passava vicino al Sole a causa del suo campo di gravità, come previsto dalla Relatività Generale, pubblicata da Einstein appena quattro anni prima, nel 1915. E tutto ciò venne di fatto osservato, e quindi confermato. Tali osservazioni furono pubblicate sui media internazionali, rendendo Einstein famoso in tutto il mondo. L’eclissi solare del 29 maggio 1919 fu solo la prima delle verifiche della teoria di Einstein, la quale segno’ una vera e propria rivoluzione nella concezione della gravità e di tutto l’universo, con una serie di conseguenze teoriche che dovevano quindi esser tutte verificate e validate osservativamente. Puntualmente, per oltre cent’anni la Relatività Generale passò tutti gli esami, confermando che la gravità si comporta esattamente come descritto in essa.

GW170817
L’afterglow di GW170817 catturato dal telescopio spaziale Hubble, mostrandone l’attenuazione in luminosità nell’arco di una settimana. CREDIT: NASA ed ESA: A. Levan (U. Warwick), N. Tanvir (U. Leicester), A. Fruchter e O. Fox (STScI).

GW170817

L’ultima di tali verifiche la si ebbe appena tre anni fa, quando gli astronomi annunciarono la prima rilevazione di onde gravitazionali, nota col nome GW170817, provenienti dalla fusione di due stelle di neutroni (figura 2). Nella teoria della relatività generale di Einstein, la gravità viene trattata come un fenomeno risultante dalla curvatura dello spaziotempo. Questa curvatura è causata dalla presenza di massa. Generalmente, maggiore è la massa contenuta in un dato volume di spazio, maggiore è la curvatura dello spaziotempo. Quando delle masse si spostano nello spaziotempo, la curvatura cambia. In determinate circostanze, oggetti in moto accelerato generano cambiamenti in questa curvatura, che si propagano verso l’esterno alla velocità della luce in maniera ondulatoria. Questi fenomeni di propagazione sono conosciuti come onde gravitazionali.

Stelle di neutroni

Nel caso di due stelle di neutroni in un sistema binario, le onde gravitazionali da loro emesse dissiperanno poco a poco l’energia potenziale gravitazionale del sistema, stringendo quindi sempre di più l’orbita, fino ad arrivare alla collisione e fusione finale, visibile come una grandiosa esplosione chiamata “kilonova”, oltre che, appunto, come un potente segnale di onde gravitazionali, di frequenza crescente col tempo fino al momento della fusione. La legge di gravitazione universale di Newton non prevede l’esistenza di tali onde, poiché tale legge è basata sul presupposto che l’interazione gravitazionale si trasmetta istantaneamente nello spazio, escludendo quindi la propagazione tramite onde ad una velocità ben definita.GW170817 ebbe inoltre un’ulteriore fantastica particolarità: questo evento fu anche osservato e confermato tramite telescopi ottici, oltre che in altre bande dello spettro elettromagnetico, aprendo così l’era dell'”astronomia multi-messenger”. Pensare che un uomo predisse tutto ciò cent’anni fa, lascia stupefatti di fronte a quanto la mente umana può fare, indagare e scoprire. A noi il piacere di continuare questo viaggio.

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Debora
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