Onde gravitazionali

Emiliano Ricci
Aug 3, 2016 · 6 min read

(Una cosmicomica)

Con la teoria della relatività generale, Albert Einstein descrive gli effetti gravitazionali in termini di geometria dello spazio-tempo. In particolare, un corpo deforma lo spazio-tempo circostante in ragione della sua massa. In pratica, la curvatura dello spazio dipende dalla distribuzione della materia. Non solo: una massa accelerata “increspa” il tessuto spazio-temporale, producendo onde gravitazionali che si propagano nello spazio, producendo temporanee deformazioni in tutti i corpi che incontrano lungo il loro cammino.

Io me lo ricordo bene, quel momento — esclamò Qwfwq, — quando quei due grandi buchi neri si fusero in uno solo. Non perché non fosse già capitato altre volte. Per noi non era una novità: buchi neri che spiraleggiavano l’uno attorno all’altro in orbite sempre più strette e veloci fino ad unirsi in un solo buco nero ne avevamo già visti tanti, e ogni volta rimanevamo meravigliati dal grande bagliore sprigionato al momento della fusione. Anzi, facevamo sempre a gara su chi indovinava il momento esatto della fusione. Eravamo diventati così bravi in queste previsioni, io e i miei amici Rfwfr e SqfqS, da mancare l’istante per questioni di decimilionesimi di secondo. Probabilmente ognuno di noi usava un modello teorico ancora non troppo preciso. Ma il divertimento stava anche nel fare quei calcoli complicatissimi a mano. Non potete immaginare la soddisfazione quando riuscii a migliorare la precisione del mio modello prevedendo la coalescenza di un buco nero e di una stella di neutroni con un errore di appena due milionesimi di secondo. Ma la stella di neutroni la vedi, ti fa da guida. Il buco nero no, non sai mai dove comincia e dove finisce, e ti devi affidare a quello che gli vedi orbitare attorno, per questo è più difficile. Ma sto divagando.

Insomma, quei due buchi neri li conoscevamo bene, ormai. Perché era la coppia di buchi neri più vicini che ci era mai capitato di osservare. Uno era di 29 masse solari, l’altro leggermente più pesante, di 36, ed era da molto tempo che si stavano “annusando” a vicenda per decidere come e quando unirsi in un solo corpo. Proprio per godere appieno di quello spettacolo, di cui si parlava molto sui media intergalattici (la fama di quel sistema crebbe immediatamente dopo la pubblicazione del celebre saggio di Gwfwg “Falling in a black hole falling in a black hole”, cadendo in un buco nero che cade in un buco nero, in cui Gwfwg, all’epoca fra i massimi esperti di questi fenomeni, descriveva per la prima volta il processo di “spaghettificazione” della materia, terribilmente amplificato in una situazione del genere), in quel periodo avevo deciso di prendere alloggio su un piccolo pianeta roccioso in orbita attorno a una stella nana rossa: un po’ arido, ma con buone amicizie e ottime birre artigianali; vi rimasi per alcuni milioni di anni, prima di trasferirmi qua sulla Terra. Il sistema binario di buchi neri era a distanza di sicurezza, ma comunque sufficientemente vicino al mio sistema planetario — composto da altri due pianeti giganti gassosi, in orbite più lontane dalla nana rossa centrale — da offrire bellissimi effetti di parallasse, dovuti naturalmente al moto orbitale del pianeta su cui mi trovavo.

Per me era affascinante scoprire ogni volta aspetti diversi del cielo causati dalla deviazione dei raggi di luce che passavano nelle loro vicinanze. Le stelle che si deformavano quando venivano occultate, per tornare poi al loro aspetto puntiforme, creavano improbabili asterismi e costellazioni temporanee che io amavo disegnare e catalogare. Chissà, devo ancora conservare da qualche parte i miei album da disegno in cui raccoglievo questi schizzi. Il fatto è che, pur avendoli osservati migliaia di volte, e studiati a fondo, proprio grazie alla loro vicinanza a noi, Rfwfr, SqfqS e io eravamo ancora incerti sul momento preciso in cui i due si sarebbero definitivamente fusi assieme. Le nostre tre stime erano comunque coerenti e ciascuna, con le proprie barre d’errore, rientrava nell’intervallo di tempo definito dalle barre d’errore delle altre due stime. C’erano solo di mezzo i soliti dieci milionesimi di secondo, milionesimo di secondo più, milionesimo di secondo meno.

Purtroppo quel giorno non potevo essere testimone diretto dell’evento. Esattamente all’ora in cui avevamo predetto la fusione, infatti, mia madre aveva fissato per me una visita medica per ottenere il “certificato di idoneità alla pratica sportiva agonistica extragalattica”. Era un appuntamento difficilissimo da ottenere e prenotato con mesi di anticipo, quindi non potevo mancare. Ma, soprattutto, spostarlo avrebbe implicato per me rinunciare al tesseramento e alla convocazione per il campionato intergalattico esordienti del Gruppo Locale di calcio nella squadra degli “M32 Galaxy”. All’epoca, infatti, ogni galassia esprimeva una sola squadra. I campionati del Gruppo Locale, di qualunque categoria, erano sempre dominati dai “Milky Way’s” e dagli “Andromeda’s”, le galassie più grandi, dove quindi il bacino di calciatori era molto più ampio. Le squadre delle altre galassie, molto più piccole, si limitavano a contrastare l’egemonia di quelle due, talvolta naturalizzando giocatori in uscita proprio da quelle galassie. Questo era appunto il mio caso. Io ero infatti nato in un sistema planetario periferico della galassia di Andromeda, ma poi i miei genitori per motivi di lavoro si erano trasferiti per un po’ di tempo sulla galassia satellite M32, una galassia ellittica nana ben visibile anche dalla Terra, osservabile in prossimità della galassia di Andromeda, appunto, di cui è satellite.

Sin da piccolo avevo due passioni: l’astronomia e il calcio. E cercavo di coltivarle entrambe, anche se nella prima riuscivo assai meglio che nella seconda. In ogni caso, per il selezionatore degli “M32 Galaxy” — il cui nome per esteso era “M32 Elliptical Dwarf Galaxy Football Club” (curioso il fatto che miliardi di anni dopo, il vostro astronomo francese Charles Messier abbia catalogato questa galassia proprio con quel numero!) — ero adatto per la squadra da portare ai campionati intergalattici e, seppure partendo dalla panchina, avevo una discreta fiducia nel fatto che il mio contributo sarei riuscito a darlo. Fondamentale, per tutti i mister che mi avevano avuto in squadra, era la mia capacità di adattamento ai ruoli e ai moduli più disparati. Una volta, in un campionato di miliardi di anni fa, iniziai il torneo come centravanti per finirlo come portiere, dopo essere passato da trequartista, terzino di fascia e difensore centrale. Nel campionato successivo feci il percorso esattamente inverso. Ma sto nuovamente divagando. Torniamo dunque alla mia visita agonistica.

Mia madre e io ci presentammo puntuali all’ambulatorio, dove ci venne consegnato il consueto numero di fila. Noi avevamo il numero 10, quindi avevamo una sola persona davanti a noi, ed era già in visita (il medico era un burlone e amava usare il codice binario; come tutti voi saprete, 10 è la rappresentazione binaria del numero 2). Passarono pochi minuti e arrivò il nostro turno. Io intanto controllavo freneticamente il cronometro atomico in attesa dell’istante in cui, secondo le nostre previsioni, si sarebbe verificata la fusione fra i due buchi neri. Il medico, un tipo tarchiato e con pochi capelli, ma con una faccia rubiconda — come se fosse sempre un po’ alticcio — mi osservava con un certo fastidio, ma non osava chiedermi il motivo di questo mio continuo gingillarmi col cronometro. D’altra parte, non avevo anticipato nemmeno a mia madre il dato della mia previsione. Sapete, la scaramanzia…

Fatto è che proprio nel momento in cui il medico era intento a misurarmi l’altezza con un interferometro laser ultrapreciso di sua invenzione, mi sento rimbrottare con voce secca: “Qwfwq, stai fermo, per favore! Nell’arco di 2 decimi di secondo la tua altezza è oscillata attorno al suo valore medio di ben 3 diametri di protone. E questo non va bene, lo sai che amo dare valori precisi al femtometro!” Ma io, gongolante, pensavo che quelle variazioni erano sicuramente dovute al passaggio dell’onda gravitazionale causata dalla fusione dei due buchi neri. Arrivata nel momento esatto previsto dai miei calcoli! Così, anche io, seppure al chiuso di un ambulatorio, avevo comunque “osservato” il fenomeno, o, meglio, “toccato”, proprio grazie all’interferometro del medico. Che mi diventò improvvisamente simpatico, e al quale esclamai: “Forse non lo sa, ma grazie al suo interferometro laser ha appena fatto la prima rilevazione diretta del passaggio di un’onda gravitazionale! Due buchi neri si sono appena fusi assieme, usciamo fuori a vedere lo spettacolo!” E là, alto nel cielo, si osservò la materia spiraleggiare attorno a un maestoso buco nero di 62 masse solari appena formato. Sicuramente il più grande spettacolo dopo il Big Bang!

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