Kip Thorne è venuto a trovarci

Il Prof. Kip Thorne, premio Nobel per la Fisica 2017, ha tenuto una conferenza di fronte ad un pubblico di quasi 900 persone al teatro Astra di Schio il 23 maggio 2018.
Ha spiegato cosa sono le onde gravitazionali e come è stato possibile rilevarle, la costruzione di LIGO e la nuova era dell’astronomia multimessaggero.


Il 12 febbraio 2016 le principali testate giornalistiche di tutto il Globo riportavano all’unisono “Einstein aveva ragione!”.

Considerando che non capita praticamente mai che la Scienza finisca in prima pagina, dev’essere davvero successo qualcosa di grandioso… E infatti così è stato: l’11 febbraio 2016 è la data di annuncio ufficiale della scoperta delle onde gravitazionali*, un fenomeno previsto dalla teoria della relatività, ma secondo lo stesso Einstein difficilissimamente misurabile – dopotutto stiamo parlando di misure molto molto piccole…
Quanto piccole?
> Prendiamo 1 cm.
> Dividiamolo per 100 e otteniamo il diametro di un capello umano.
> Dividiamo il nostro capello per un milione di volte ed ecco il diametro di un atomo.
> Dividiamo il diametro di un atomo per 100.000 volte e abbiamo il diametro del suo nucleo.
> Dividiamo il diametro del nucleo atomico per 1000 volte ed ecco lì la precisione necessaria per captare la nostra prima onda gravitazionale.

Come dare torto al grande Einstein – chi avrebbe mai detto fosse possibile rilevare una segnale così debole?
Beh per fortuna qualcuno ci ha creduto: il Prof. Kip Thorne è uno di questi.
Chi è Kip Thorne? Detta in breve, è un astrofisico premiato con il Nobel per la Fisica nel 2017 proprio per aver contribuito in modo significativo alla scoperta delle onde gravitazionali. Ha anche collaborato con Christopher Nolan per Interstellar in modo da rendere il film scientificamente accurato. Non aggiungo altro, visto che c’è Wiki.

Ebbene, cari italici conterranei, noi della provincia di Vicenza abbiamo avuto l’onore di assistere ad una sua conferenza. Qui il merito va in tutto e per tutto al Gruppo Astrofili di Schio, che ha organizzato in modo impeccabile questo evento al teatro Astra (la location è stata voluta o una fortunata coincidenza?).
Lo stesso Kip Thorne ha detto di aver accettato di tenere soltanto due lectures per noi poveri ignoranti di carattere divulgativo in tutta la sua carriera (la seconda delle quali proprio a Schio ?), quindi agli Astrofili va davvero un enorme grazie dal profondo del cuore, soprattutto perché ogni cosa detta dal Prof. Thorne è stata davvero degna di nota.

Professor Kip Thorne in Italia il 23/05/18
Il Prof. Thorne al Teatro Astra di Schio il 23 maggio 2018

Il Prof. Thorne è partito subito mettendo le cose in prospettiva: l’onda gravitazionale che ha raggiunto il nostro pianeta nel settembre 2015 era appena arrivata agli estremi della nostra galassia quando sulla Terra girovagava l’uomo di Neanderthal.
Se vi state chiedendo perché da settembre abbiano dato la conferma soltanto nel febbraio seguente, è perché volevano essere proprio sicuri sicuri sicuri che il segnale non fosse un falso positivo.
L’origine è stata identificata nella collisione di due buchi neri della massa di circa 30 e 35 volte il nostro sole (la forza di gravità è la più debole delle quattro forze fondamentali ed è per questo che le onde gravitazionali sono identificabili solo se provengono da oggetti massicci).
L’evento è accaduto ad una distanza di circa un miliardo di anni luce.

Per me è già sufficientemente meraviglioso il solo fatto di essere riusciti a cogliere segnali così lontani nel tempo e nello spazio – che poi è il motivo principale per cui mi emoziono guardando quei puntini luminosi nel cielo che chiamiamo stelle.

Il Professore ha però precisato che osservare la luce (quindi onde elettromagnetiche) è ben diverso dalla rilevazione delle onde gravitazionali, essendo la loro natura totalmente differente: l’onda elettromagnetica viaggia attraverso lo spaziotempo, mentre l’onda gravitazionale è lo stesso spaziotempo che viene schiacciato e stirato!
In più, mentre le onde elettromagnetiche sono facilmente assorbite o disperse, le onde gravitazionali non lo sono e non possono essere viste nemmeno con i più sofisticati telescopi.

Quindi come siamo arrivati a scoprire tutte queste cose di un fenomeno apparentemente inosservabile?
Come tutto ciò che realizziamo noi esseri umani, si parte da un’idea.

L’origine di un Nobel

Se la teoria è nata con Einstein nel 1916, l’idea di poter osservare le onde gravitazionali è figlia di un incontro tra Joseph Weber e Kip Thorne nel 1963 a Les Houches, in Francia (a detta del Prof., un luogo ideale per le vacanze di un Fisico).
Rispetto ad Einstein, i due avevano qualche dato in più su cui basare le loro previsioni: erano a conoscenza dell’esistenza dei buchi neri e la tecnologia aveva fatto sostanziali passi in avanti da inizio ‘900.

Il nostro Astrofisico ha raccontato con passione tutte le varie fasi che hanno portato al fatidico settembre 2015: a partire da quando ha messo insieme il suo gruppo di ricerca al Caltech nel 1966; passando per la volta in cui nel ‘73 ha etichettato come “non promettente” la proposta di Rainer Weiss sulla costruzione del rilevatore di onde gravitazionali per come lo conosciamo**; fino ad arrivare alle varie fasi sperimentali degli anni ’80 che hanno portato alla costruzione di LIGO – senza dimenticare le battaglie per ottenere i finanziamenti nel corso degli anni ’90 e l’importante lavoro di Barry Barish nell’organizzare la collaborazione delle 50 persone del team (oggi 1200).

Adesso a che punto siamo?

Giustamente non ha trascurato di dire che la scoperta delle onde gravitazionali è stata una gran bella cosa, ma la questione ancora più importante è che da agosto 2017 siamo ufficialmente entrati nella fase della cosiddetta astronomia multimessaggero!
È chiamata così perché la collisione di due stelle di neutroni (detta kilonova) ha reso possibile rilevarne sia le onde gravitazionali che le onde elettromagnetiche, a differenza dei buchi neri che non emettono luce perché sono appunto… Neri.
In questo modo siamo in grado di confrontare le “nuove” onde gravitazionali con il “vecchio” modo di fare astronomia basato sulle onde elettromagnetiche. La collisione di queste due stelle di neutroni è stata una specie di Stele di Rosetta astronomica, ed è esattamente tanto importante quanto sembra!

Qual è il futuro della ricerca delle onde gravitazionali?

Per quanto mi riguarda, devo dire che questo è stato il momento più pazzesco del suo discorso: ci aspettano grandi passi avanti a partire dal 2020, quando l’Advanced LIGO entrerà in funzione e ci permetterà di vedere x27 volte quello che si può rilevare oggi!
Sarà possibile osservare onde gravitazionali intorno a:
– stelle di neutroni
– buchi neri che fanno a pezzi stelle di neutroni
– nuclei di supernovae
E si prevedono sorprese… Se lo dice Kip Thorne, ci fidiamo!
Inoltre durante la decade 2020-2030 la strumentazione sarà nuovamente revisionata per renderla ancora più sofisticata, incrementandone la sensibilità di ulteriori 15 volte entro il 2030.

Nuovi progetti e nuove tecnologie ci permetteranno di vedere la struttura dei buchi neri e forse capire che cosa c’è al loro interno, inoltre potremmo addirittura vedere le dinamiche dello spaziotempo, quasi come se lo osservassimo da un’altra dimensione!
Se così sarà, non vedo l’ora di assistere alla realtà che supera la fantascienza.

Parole sagge

Eravamo quasi in 900 ad ascoltare il Prof. Thorne e immagino che ognuno di noi avrebbe voluto chiedergli qualcosa. Non avendo a disposizione un tempo infinito, la Presidente del Gruppo Astrofili ha raccolto in anticipo qualche domanda preparata dagli studenti delle scuole.

Rispondendo ad una di queste, ci ha raccontato della notte in cui ha ricevuto la chiamata dall’Accademia Svedese – dall’altro capo del telefono gli è stato detto che non si sarebbe stupito di sapere che avevano deciso di assegnare il Nobel a lui e agli altri due fisici che hanno contribuito alla scoperta delle onde gravitazionali.
Lui ha confermato di non essere affatto sorpreso, in effetti (con un sorriso) ha detto che lo stava aspettando!
Ha aggiunto di essere invece deluso dalla scelta di dare il premio soltanto a 3 scienziati, quando hanno collaborato più di mille persone in tutto il mondo.

L’Accademia ha giustificato la decisione dicendo che il premio è un simbolo che dovrebbe ispirare ognuno di noi a raggiungere grandi cose, ed è più facile identificarsi con dei singoli individui anziché interi gruppi.
Il Prof. Thorne ha ribadito invece che è giusto far comprendere che si ottengono grandi risultati solo con il lavoro di squadra.

Ecco, posso soltanto essere d’accordo. Oltre ad essere un bagno di umiltà, questa è una lezione di vita. A volte siamo così spinti dal nostro ego da dimenticarci che collaborare è il modo più efficace per andare lontano.
L’essere umano ha dimostrato di essere in grado di superare i propri limiti innumerevoli volte nel corso della storia, ma raramente ci è riuscito come individuo.
Questo non deve essere trascurato.

Infine gli è stato chiesto che consiglio può dare ad un giovane che vuole intraprendere una carriera nella Scienza. La sua risposta è stata semplicemente “trovate un lavoro che sia come un gioco”!
Non ha negato che il suo mestiere sia impegnativo, ma il motivo per cui non ha mai pensato di abbandonare la sua ricerca è questo: perché è troppo divertente.
È comune pensare che gli scienziati siano dei freddi analisti di dati, quando invece è proprio il contrario.
Dopotutto, solo la passione può portarci a raggiungere obiettivi apparentemente inarrivabili.

Il Prof. Thorne firma autografi

È stato bello vedere molti ragazzi e ragazze chiedere un autografo a Kip Thorne.
Spesso non ci soffermiamo abbastanza su quanto persone come lui abbiano contribuito al progresso dell’umanità.
L’elettricità per il nostro smartphone, le medicine quando ci ammaliamo, i mezzi di trasporto che ci portano dove le nostre gambine non arriverebbero mai… Sono tutte cose che siamo abituati a dare per scontate, ma è merito di persone curiose se abbiamo il privilegio di avere queste comodità.
Non sto dicendo che sia solo merito degli scienziati se oggi viviamo meglio dei nostri antenati (anzi, a tal proposito sosterrò sempre l’Arte nelle sue forme più diverse come materia edificante per le nostre menti), però secondo me dovremmo essere più riconoscenti agli uomini di scienza, perché in buona parte è grazie a loro se non viviamo più in caverne fredde e umide.


* non mi dilungo su che cosa sono le onde gravitazionali e come è stato possibile rivelarle perché il web è pieno di articoli: il mio preferito è questo (in inglese) scritto da Phil Plait, astrofisico/blogger che leggo sempre volentieri. In italiano riporto l’articolo di Focus, che include anche un link ad un video di PHD comics simpatico e ben fatto.

**infatti Rainer Weiss è stato assegnatario del Nobel 2017 insieme a Berry Barish, oltre a Kip Thorne. A quanto pare anche i premi Nobel sbagliano!

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