Introduzione
Parlare di astrofisica è come parlare di matematica; è una materia molto vasta che comprende un sacco di argomenti. Noi purtroppo abbiamo avuto tempo di occuparci soltanto delle onde gravitazionali, ma credetemi, basta e avanza.
La relatività di Einstein risolve il problema che newton si era posto: com'è possibile che la gravità sia una forza a distanza senza contatto, che agisce con velocità infinita. Newton infatti credeva che la forza gravitazionale agisse con velocità infinita (pensava cioè che la gravitazione di un corpo agisse immediatamente su un altro corpo, indipendentemente dalla loro distanza).
A fine ottocento Maxwell e Faraday studiando l'elettromagnetismo scoprono che la mediazione di questa forza avviene alla velocità della luce.
Oggi sappiamo che anche l'interazione gravitazionale si propaga alla velocità della luce, e con il rilevamento delle onde gravitazionali abbiamo un'ulteriore prova della teoria che aveva constatato questo fatto. Einstein poi aveva già capito che nella sua teoria c’era la predizione di onde gravitazionali, ma la perturbazione generata da un qualsiasi corpo è estremamente piccola, dunque Albert riteneva che sarebbe stato impossibile rilevare queste onde.
Effettivamente le onde gravitazionali generate da un corpo qualsiasi sono estremamente piccola, e secondo quanto ci ha detto la Colpi, guardando i numeri che esprimono l'intensità di queste onde spesso dopo la virgola vediamo anche 50 zeri prima di arrivare ad una cifra significativa. Per rilevare un onda gravitazionale bisognerebbe osservare un evento estremamente cataclismatico...come una collisione tra due corpi celesti. ancora meglio se questi corpi sono addirittura buchi neri (i corpi più massicci che abbiamo osservato nell'universo). ma come fare?
Gli astronomi hanno iniziato a pensare... Esistono sistemi binari di stelle, e i buchi neri sono lo stadio di vita finale delle stelle più massicce. Dunque un sistema binario di buchi neri può esistere e questi sistemi sarebbero in grado di produrre onde rilevabili nel caso di una collisione, o "coalescenza".
Il 14 settembre 2015 abbiamo potuto rilevare la coalescenza di due buchi neri. E' qualche frazione di secondo, e in quella frazione si sono create delle onde gravitazionali di intensità superiore a quella delle onde di tutte le galassie dell’universo messe insieme. Questa perturbazione enorme dello spazio-tempo ha viaggiato per 1,3 miliardi di anni ed è giunta sulla terra estremamente minuscola (un decimillesimo del diametro di un protone)
Il 3 dicembre 2015 iniziò la missione dell'ESA, LISA pathfinder, che vuole sperimentare se la capacità di misura delle onde gravitazionali è uguale nello spazio come sulla terra. La Professoressa ci ha detto che la Bicocca e lei in particolare sono molto coinvolti in questa missione, che culminerà nel 2030 con la missione eLISA, che effettuerà le vere e proprie misurazioni delle onde dallo spazio.
La relatività di Einstein risolve il problema che newton si era posto: com'è possibile che la gravità sia una forza a distanza senza contatto, che agisce con velocità infinita. Newton infatti credeva che la forza gravitazionale agisse con velocità infinita (pensava cioè che la gravitazione di un corpo agisse immediatamente su un altro corpo, indipendentemente dalla loro distanza).
A fine ottocento Maxwell e Faraday studiando l'elettromagnetismo scoprono che la mediazione di questa forza avviene alla velocità della luce.
Oggi sappiamo che anche l'interazione gravitazionale si propaga alla velocità della luce, e con il rilevamento delle onde gravitazionali abbiamo un'ulteriore prova della teoria che aveva constatato questo fatto. Einstein poi aveva già capito che nella sua teoria c’era la predizione di onde gravitazionali, ma la perturbazione generata da un qualsiasi corpo è estremamente piccola, dunque Albert riteneva che sarebbe stato impossibile rilevare queste onde.
Effettivamente le onde gravitazionali generate da un corpo qualsiasi sono estremamente piccola, e secondo quanto ci ha detto la Colpi, guardando i numeri che esprimono l'intensità di queste onde spesso dopo la virgola vediamo anche 50 zeri prima di arrivare ad una cifra significativa. Per rilevare un onda gravitazionale bisognerebbe osservare un evento estremamente cataclismatico...come una collisione tra due corpi celesti. ancora meglio se questi corpi sono addirittura buchi neri (i corpi più massicci che abbiamo osservato nell'universo). ma come fare?
Gli astronomi hanno iniziato a pensare... Esistono sistemi binari di stelle, e i buchi neri sono lo stadio di vita finale delle stelle più massicce. Dunque un sistema binario di buchi neri può esistere e questi sistemi sarebbero in grado di produrre onde rilevabili nel caso di una collisione, o "coalescenza".
Il 14 settembre 2015 abbiamo potuto rilevare la coalescenza di due buchi neri. E' qualche frazione di secondo, e in quella frazione si sono create delle onde gravitazionali di intensità superiore a quella delle onde di tutte le galassie dell’universo messe insieme. Questa perturbazione enorme dello spazio-tempo ha viaggiato per 1,3 miliardi di anni ed è giunta sulla terra estremamente minuscola (un decimillesimo del diametro di un protone)
Il 3 dicembre 2015 iniziò la missione dell'ESA, LISA pathfinder, che vuole sperimentare se la capacità di misura delle onde gravitazionali è uguale nello spazio come sulla terra. La Professoressa ci ha detto che la Bicocca e lei in particolare sono molto coinvolti in questa missione, che culminerà nel 2030 con la missione eLISA, che effettuerà le vere e proprie misurazioni delle onde dallo spazio.
L'intervista
- Quanto è stato importante il rilevamento delle onde gravitazionali?
Inoltre, come abbiamo già anticipato nell'introduzione, questa rilevazione ha confermato l'esistenza di sistema binari di buchi neri.
- Che attività svolge durante la giornata?
Arrivi in ufficio, riguardi gli appunti (e ne aggiungi o modifichi), L'insegnamento impegna circa due ore al giorno tutti i giorni.
Il rapporto con gli studenti però è bellissimo, e il lavoro è gratificante ma molto impegnativo se si vuole davvero trasmettere qualcosa.
Il pomeriggio in generale è dedicato alla ricerca, e la si fa insieme ai dottorandi ma anche con gli studenti della magistrale. Spesso bisogna avere incontri con i doc e post doc per vedere come procede la ricerca. In più il solito arXiv, e quello diventa impegnativo da seguire vista la velocità di pubblicazione al giorno d’oggi. Per i professori ci sono anche gli impegni accademici, come controllare il piano didattico e riportare il percorso di studi al senato accademico. Ci sono inoltre da svolgere faccende burocratiche come scrivere lettere di raccomandazione o richieste di fondi per la ricerca. In ultimo chiaramente bisogna scrivere e redigere gli articoli.
Per essere bravi insegnanti universitari bisogna fare ricerca. Non si può pensare di dare un corso di alto livello senza stare al passo con la ricerca. l'essere immersi negli ultimi sviluppi della fisica permette di dare un insegnamento appassionato e di qualità
Il loro lavoro è radicalmente legato e vincolato al settore didattico. Chiaramente ci sono anche i colleghi più fortunati che lavorano all'istituto nazionale di astrofisica e possono dedicare il 100% del loro tempo alla ricerca.
Per i fisici gli unici fondi sono quelli statali e non c'è molto lavoro esterno all'università. Inoltre la dimensione finanziaria si è molto amplificata rispetto al passato , ormai è fondamentale avere una strumentazione adeguata, che costa anche tanto e quindi bisogna riuscire a convincere lo stato ad investire nella propria ricerca. Insomma i fisici devono anche essere dei bravi manager del proprio lavoro.
- Come ha scelto astrofisica? Quale pensa sia il percorso migliore per diventare astrofisici?
- Cosa ne pensa dell'inglese scientifico? Dovrebbe essere fatte lezioni in inglese?