Scienza

Italiani a caccia di onde (nello spazio!)

Il progetto, nato con la collaborazione di NASA ed ESA, si chiama LISA, acronimo per Laser Interferometer Space Antenna, ed ha lo scopo di rilevare le onde gravitazionali generate da sistemi di stelle binarie all’interno della nostra galassia, la Via Lattea, da buchi neri supermassicci in altre galassie e dalla fusione tra buchi neri supermassicci. Il progetto ha l’intenzione di fornire nuovi dettagli sulla fusione fra buchi neri supermassicci, dare conferme sulla relatività generale di Einstein e fornire indicazioni sulla struttura dell’universo primordiale. Le onde considerate da LISA hanno una frequenza compresa tra 0,0001 e 1 Hz.

Increspature nello spaziotempo generate da stelle in rapida rotazione, Italia
Increspature nello spaziotempo generate da stelle in rapida rotazione
Italia Nello Spazio
Copertina di una brochure sul LISA. Rappresenta LISA in un’orbita di 1 AU intorno al Sole

Per ottenere lo scopo LISA è costituito da 3 satelliti artificiali posti ai vertici di un triangolo equilatero, separati tra loro da una distanza di 5 milioni di chilometri. Questa costellazione di satelliti si muoverà in un’orbita solare, alla distanza di 1 unità astronomica dal Sole (quindi sull’orbita terrestre, per capirci). Tramite un interferometro laser la distanza reciproca verrà accuratamente misurata, ed eventuali piccolissimi cambiamenti potranno essere attribuiti ad onde gravitazionali di passaggio. I laser usati per la misurazione avranno una potenza di 1 watt, e saranno osservati tramite piccoli telescopi di 30 cm di diametro.

 

LISA sarà sensibile a onde gravitazionali a bassa frequenza, fra 0,1 mHz e 1 Hz, poiché non sarà affetto dai disturbi ambientali di origine terrestre, come i microsismi, e potrà esplorare frequenze molto più basse di quelle a cui sono sensibili gli interferometri terrestri, come Virgo (interferometro a specchi con bracci di 3 Km situato nel comune di Cascina (PI)) e LIGO (acronimo di Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory è un osservatorio statunitense ideato per il rilevamento delle onde gravitazionali), e quindi osserverà sorgenti diverse da quelle osservate da Virgo e LIGO. La sensibilità di LISA è stimata, nel caso migliore, a 10-11 m. Questo sarà sufficiente per rilevare le emissioni di centinaia o migliaia di stelle binarie vicine, e quelle di buchi neri poste in galassie lontane.

Italia, progetto LISA
Orbita dei satelliti LISA intorno al Sole


Per verificare le strumentazioni che andranno usate e per alcuni esperimenti relativi, è stata lanciata in orbita il 3 dicembre 2015 alle 5.04 ora italiana dallo spazioporto europeo di Kourou in Guyana Francese la sonda LISA Pathfinder. Una volta in orbita il suo proposito sarà quello di verificare la possibilità di mettere delle masse di prova in caduta libera nello spazio interplanetario, con la precisione senza precedenti necessaria all’osservatorio gravitazionale. Questo risultato è ottenuto attraverso un insieme di tecnologie innovative che comprende, fra le altre, i sensori inerziali, un sistema di metrologia laser e un sistema di controllo inerziale del satellite attraverso un sistema di micro-propulsori. In altre parole lo scopo di LISA-PF è mettere alla prova il concetto stesso di rivelazione di onde gravitazionali dallo spazio, dimostrando che è possibile controllare e misurare con una precisione altissima il movimento di due masse in condizioni di caduta libera.

Ora vi chiederete:«Cosa c’entra l’Italia?»
Ebbene la leadership scientifica della missione è italiana con il ruolo di principal investigator – affidato al professor Stefano Vitale, ordinario di Fisica sperimentale all’Università di Trento e membro del TIFPA (Trento Institute for Fundamental Physics and Applications) dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) – e tedesca con il ruolo del co-principal investigator Karsten Danzmann, direttore del Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute).

Tra i componenti chiave della missione, i sensori inerziali prodotti in Italia dalla Compagnia Generale dello Spazio (CGS spa) con il finanziamento dell’Agenzia Spaziale Italiana e su progetto degli scienziati dell’Università di Trento, supportati dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. Un ruolo fondamentale nella progettazione dei sensori è stato svolto proprio dall’Ateneo trentino nell’ambito del Gruppo di Gravitazione Sperimentale del Dipartimento di Fisica, coordinato dallo stesso professor Stefano Vitale. Quindi il cuore del progetto ha matrici decisamente nostrane.

Questo fatto comprova che, se non altro dal punto di vista tecnico-scientifico, abbiamo ancora un elevato potenziale produttivo che può portarci a primeggiare in questo campo, se ci si crede fermamente e si investe adeguatamente, non solo tra le grandi Europa.

Fonti
 le fonti dell'articolo sono:
 Wikipedia, l'enciclopedia libera
 A.S.I. Agenzia Spaziale Italiana

Giovanni

Sono alto nella media; sono robusto nella media; sono bello nella media; sono intelligente spropositatamente. Detto questo devo rendere noto solo che adoro la fantascienza in tutte le sue forme; gioco frequentemente on line al vecchio (immortale) Jedi Knight: Jedi Academy e mi diletto leggendo manga che considero 'di un certo livello'. Ho studiato fisica, perché mi hanno sempre incuriosito i meccanismi che regolano la realtà intorno a noi, ma l'oggetto vero della mia passione sta milioni di chilometri sopra di noi, e si mostra appena solo di notte, il cosmo, coi suoi oggetti affascinanti e fenomeni terribilmente meravigliosi. Il resto è vita comune, poco accattivante.

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