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Cosa sono le onde gravitazionali?

Scritto da: Emanuele Cangini | Scienza e Fisica Quantistica

Cosa sono le onde gravitazionali?

«L’amor che move il sole e l’altre stelle». Con questo verso Dante termina la Divina Commedia, andando a chiudere il sipario sul lungo viaggio iniziato all’Inferno e conclusosi, appunto, al canto XXXIII del Paradiso. E chissà se il Sommo, contemplando l’Empireo assieme a Beatrice, si sarà mai chiesto per mezzo di cosa l’amor divino muovesse quei cieli e quei pianeti in esso sospesi, ben poggiati sulla struttura geocentrica felice parto di Tolomeo (e di Aristotele).

Qualche secolo dopo, Copernico e Galileo ci insegneranno che la Terra altro non è che un pianeta periferico facente parte di un ordine cosmico più grande, nel quale il Sole occupa uno dei due fuochi delle ellissi orbitali prodotte dai pianeti in rotazione attorno ad esso. Ma cosa causa, cosa condiziona questa reciprocità di movimenti tra i corpi celesti? Sappiamo per certo oggi essere le onde gravitazionali le responsabili, principali indiziate, di questo mutuo peregrinare. Ma il percorso per giungere a queste conclusioni, che Einstein introdusse nella prima metà del XX secolo, è stato tutt’altro che facile e privo di ostacoli.

Facciamo un passo indietro nella storia e cerchiamo di capire come questo percorso si è evoluto e quali svolte concettuali fondamentali ha subìto durante questo decorso progressivo. Già presso l’antica Grecia possiamo scorgere chiare tracce dei primi tentativi di descrivere il fenomeno: certamente contestuale a una visione animistica del creato e della natura, perfetta sintesi di un costrutto antropologico in essere, Empedocle ci accenna all’origine delle forze agenti e aggreganti; amore e odio, nella loro reciprocità di azione, determinerebbero l’attivazione della motricità delle forze visibili.
Anassagora, altro pensatore eccelso, si distacca dal filone bipolare empedocliano, per votarsi a una concezione più metafisica e trascendentale (mente suprema come attivatore dell’azione in divenire).
Secondo Platone, la materia in generale, quindi anche i pianeti in conseguenza, sarebbe pervasa da una sorta di energia intimamente intrinseca, per mezzo della quale si eserciterebbe l’attrazione del “simile verso il simile”; riflessione dalla quale non molto si distacca “l’acerrimo” allievo-rivale Aristotele, per il quale il creato tenderebbe, secondo un anelito implicito alla natura stessa, alla perfezione del principio primo. La tensione a questa ricerca della perfezione, quindi le forze che ne risulterebbero vettori ed espressioni, si esprimerebbe per mezzo del movimento delle sfere celesti, da una condizione iniziale di ipotetica perfezione circolare a una finale “corruzione” al moto rettilineo.

La teologia cristiana, che saprà riprendere la dottrina neoplatonica, porrà nel logos divino la cagione dell’attrazione verso di esso di stelle e pianeti, quindi dei loro movimenti, e questo proprio in quella parentesi medioevale nella quale l’ordine superiore può essere rappresentato secondo precise e ordinate gerarchie angeliche (come peraltro già accennato in esordio). È a partire dai secoli XVI e XVII che le cose cominciano davvero a cambiare: è proprio in questa precisa collocazione storica che i prodotti del pensiero si contestualizzano in una nuova coniugazione, espressa questa nel simbolico, ma non per questo privo del concreto, passaggio dalla suddetta visione animistica del creato a una più pragmatica concezione meccanicistica.

Galileo fornì una sua spiegazione delle forze del visibile, conferendo a questo impianto teorico forti connotazioni di carattere quantitativo (soprattutto in riferimento alla forza terrestre di gravità).
Cartesio si unì al coro, precisando però che, a parer suo, la gravità dovesse necessariamente consistere in un modello intrinseco, riconducendosi in tal modo verso la direzione dei suddetti precetti platonici (forza intrinseca che viene però inserita nel contesto dell’etere e della improrogabile conservazione del moto). Di tutt’altro parere era Leibniz, il quale contestava a Cartesio l’impossibilità di descrivere l’essenza di una forza, semplicemente focalizzandosi, appunto, sulla legge di conservazione del moto constante con risultante nulla delle forze esterne.
Vicino a Cartesio seppe porsi Newton, il quale conferì alla massa un valore fondamentale nell’architettura del suo elaborato sulla meccanica gravitazionale. La mela caduta sulla testa, oltre all’evocativo e prosaico valore poetico e figurativo, assume una valenza nel concreto: la forza che ha prodotto la caduta della mela è la stessa che influenza e coordina il movimento dei pianeti intorno al Sole e, ad esso, li tiene vincolati. Pur avendo modelli descrittivi del “come”, capaci a loro volta di formulare modelli predittivi, latitava ancora un modello che sapesse descrivere il “cosa”.

Fu proprio Einstein, ai primi del Novecento, a dare un contributo prezioso in tal senso. Secondo il fisico tedesco l’onda gravitazionale sarebbe una deformazione del tessuto spazio temporale dell’universo: la presenza della massa, in sostanza, produrrebbe una incurvatura in tale tessuto deformandolo e distorcendolo. Pensiamo a un’arancia posta al centro di una tovaglia, tenuta quest’ultima in tensione: se pensassimo di lasciare la tovaglia, vedremmo istantaneamente il tessuto “accartocciarsi” verso il centro, proprio dove si trova l’arancia, increspandosi come una sorta d’imbuto.
Esempio forse banale ma certo efficace per cercare di meglio descrivere il concetto sotteso all’esempio stesso: la gravita è prodotta dalla massa, la quale deforma e distorce il tessuto spaziotemporale. Le onde gravitazionali possono perciò essere considerate alla medesima stregua di radiazioni gravitazionali. In sostanza l’onda gravitazionale come prodotto della gravità, come prodotto della massa: ergo, onda gravitazionale, per proprietà transitiva, prodotto della massa.
Trovo prosaico pensare al classico sasso scagliato nello stagno, guardarlo nel mentre produce le onde concentriche che partono dal centro e si propagano verso l’esterno, come l’antica Atlantide. Chissà se il mito platonico atlantideo, un giorno a venire, verrà scientemente collegato alla gravità: parrà strano, forse solo una coincidenza, ma leggenda vuole che proprio quest’antica proto-cultura avanzatissima fosse depositaria di una tecnologia molto progredita e di un sapere assai sofisticato. A tal punto avveniristici da riuscire, per mezzo di talenti a noi sconosciuti, ad annullare proprio la forza di gravità. Chissà. Come direbbe Hans Landa nel film Bastardi senza gloria: «i fatti possono essere fuorvianti, le chiacchiere, vere o false, spesso sono rivelatrici».



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