Coelum Astronomia 198 - 2016 - Page 40

Possiamo descrivere lo spazio-tempo (spazio e tempo sono infatti legati in un’unica “entità”) come una sottile (e per noi invisibile) rete sulla quale sono poggiati i corpi celesti, che a causa della loro massa la incurvano generando la forza di gravità. È un concetto piuttosto forte questo, perché la nostra esperienza ci insegna che lo spazio debba essere vuoto e privo di energia. Invece non è così: lo spazio-tempo, per quanto vuoto e privo di interesse possa sembrarci, è la struttura sulla quale si sviluppano tutti i corpi e i fenomeni dell’Universo, proprio come per portare avanti le attività della società moderna servono strade, ponti e ferrovie. E come le nostre automobili sono costrette a seguire le strade che abbiamo costruito, così tutti gli oggetti dell’Universo devono muoversi sulle strade invisibili costituite dalla struttura dello spazio-tempo. È facile immaginare una strada che si snoda su una superficie all’incirca piana come quella terrestre (almeno su piccole distanze); diventa meno facile, se non impossibile, immaginare una struttura quadridimensionale come è lo spazio-tempo! Quindi non sforziamo troppo la nostra immaginazione ma rimaniamo concentrati sul problema, trattandolo a due dimensioni fino a quando possiamo.

Immaginiamo ora, solo per capire meglio, che il tessuto spazio-tempo sia paragonabile alla superficie di un bacino d’acqua immobile e non percorso da alcuna corrente che lo increspi.

Rinunciamo subito al classico “sasso gettato nello stagno” e, per comprendere meglio il parallelismo tra le onde generate sulla superficie dell’acqua e le onde gravitazionali, consideriamo invece una bottiglia, immersa nello specchio d’acqua, che possiamo muovere a nostro piacimento.

Se immergiamo la bottiglia senza muoverla, la superficie dello specchio d’acqua dopo un po’ torna nella posizione di quiete iniziale. Se iniziamo invece a far oscillare la bottiglia immergendola ed estraendola dall’acqua, vedremo che sulla superficie inizieranno a comparire delle onde, la cui lunghezza (o frequenza) è legata a quanto velocemente facciamo oscillare la bottiglia. Maggiore è la velocità di oscillazione, più “fitte” saranno le onde generate. Più pesante, quindi massiccia, sarà la nostra bottiglia e più grandi saranno le onde prodotte, a parità di frequenza di oscillazione.

Il video qui a fianco mostra l'effetto di deformazione dovuto al passaggio di un'onda gravitazionale. Crediti ESA.

Crediti: LIGO/T. Pyle

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