Sulla scia della recente notizia che gli astronomi hanno finalmente rilevato il boom delle stelle di neutroni in collisione, misurare la fusione dei buchi neri potrebbe sembrare una cosa vecchia.
Si potrebbe essere andati avanti, ma i ricercatori stanno ancora raccogliendo i dati raccolti da quei precedenti tonfi rivoluzionari. Ora due squadre di fisici hanno usato i dati della varietà di onde gravitazionali per restringere le stime su quanto velocemente pensiamo si muova la gravità, e mentre i loro risultati non sono scioccanti, sono stranamente confortanti.
Alcuni secoli fa, Isaac Newton ipotizzava che la forza di gravità fosse istantanea; un’affermazione che Albert Einstein ha poi confutato ragionando sul fatto che la forza viaggiasse alla velocità della luce. La massa tira il tessuto stesso dello spazio, curvando il tempo e la distanza in modo tale che gli oggetti accelerino l’uno verso l’altro.
Così come la velocità di una particella di luce senza massa nel vuoto è limitata dal limite superiore di velocità dell’Universo, anche le distorsioni senza massa dello spaziotempo sarebbero energia che viaggia alla massima velocità.
O, per essere più precisi, la gravità si muove a 299.792.458 metri al secondo, una velocità che possiamo semplicemente chiamare c.
Ovviamente saresti un pazzo a scommettere contro Mr. Relatività Generale in persona, ma la buona scienza richiede che anche i geni abbiano bisogno di essere controllati rispetto alla realtà.
E nonostante sia intimamente legato alla forte presa della Terra, la forza di gravità è piuttosto difficile da misurare.
“Fino all’avvento dell’astronomia delle onde gravitazionali, non avevamo modo di misurare direttamente la velocità della gravità”, ha detto a Phys.org Neil Cornish, un fisico della Montana State University.
I numeri sono piuttosto folli.
Quando oggetti decine di volte più massicci del nostro Sole orbitano l’uno attorno all’altro a migliaia di anni luce di distanza, perdono energia facendo increspare lo spazio. In quell’attimo finale prima della collisione finale, quello sforzo equivale a qualcosa come 10 volte la quantità di energia che si riversa da ogni stella nell’Universo.
Mente soffiata? Quando ci raggiunge, ogni onda è diecimila volte più piccola di un protone, e passa in appena un quinto di secondo. Ci affidiamo a una rete di fasci di luce lunghi 4 chilometri (2,5 miglia) disposti ad angolo retto per individuare queste distorsioni di firma.
Potrebbe sembrare tutto semplice in pratica, ma la tecnologia dietro i rilevatori – degni di un premio Nobel – è all’avanguardia.
Il crescente pool di dati raccolti da questi rivelatori sta aprendo la strada agli scienziati di tutto il mondo per cercare prove su tutto, dalle dimensioni nascoste alle proprietà di base dello spazio.
“La velocità della gravità, come la velocità della luce, è una delle costanti fondamentali dell’universo”, dice Cornish.
Confrontando i tempi esatti delle onde gravitazionali quando colpiscono diversi osservatori in tutto il mondo, i ricercatori possono avere una buona idea della velocità complessiva dell’onda.
Il team di ricercatori di Cornish ha combinato i tempi delle prime tre rilevazioni per restringere la velocità delle onde tra il 55 e il 142 per cento di c.
Se un numero sufficiente di rilevatori rimane in perfetta efficienza, questo metodo potrebbe essere usato per calcolare la cifra entro l’1 per cento di c misurando solo altre cinque onde gravitazionali.
Prima di iniziare a segnare i giorni sul calendario, un altro team composto da un piccolo esercito di fisici ha usato l’esplosione di raggi gamma catturati dalla collisione tra stelle di neutroni del mese scorso per arrivare alla propria stima.
Il loro metodo era un po’ più preciso.
Ok, molto più preciso.
Hanno trovato che la differenza tra il lampo dell’esplosione dei raggi gamma e il fragore dell’onda gravitazionale era estremamente vicina – entro -3 x 10^-15 e 7 x 10^-16 di c. Abbastanza vicino per chiamarlo un pareggio, davvero.
Ad essere onesti, il team precedente non avrebbe potuto prevedere la collisione della stella di neutroni, quindi tanto di cappello a loro per essere andati alla vecchia scuola. Avere più metodi che arrivano a conclusioni simili ci dà anche la certezza di essere sulla strada giusta, e questo è dannatamente bello.
Questa ricerca è stata pubblicata qui e qui.