Le Onde Gravitazionali


Le onde gravitazionali sono minuscole deformazioni dello spazio-tempo. Quelle più forti vengono prodotte durante dei violenti eventi astronomici, come ad esempio uno scontro di due oggetti compatti, e ogni giorno attraversano la Terra. Attualmente le onde gravitazionali vengono rilevate da grandi esperimenti situati sulla superficie terrestre. Uno di questi è il rivelatore Advanced Virgo+. Ciò che rende Virgo così importante, insieme alla rete mondiale degli osservatori simili, è che riesce ad indicare la posizione della sorgente d'onda nel cielo. Gli esistenti laboratori riescono a rivelare il segnale nel raggio di 3Gpc (i segnali più lontani sono stati prodotti quasi 10 miliardi di anni fa). Tuttavia sono già in costruzione nuovi osservatori che supereranno questo limite di ordini di grandezza.

Gli scienziati del Dipartimento di Fisica e Geologia dell'Università degli Studi di Perugia studiano le tecnologie abilitanti per il prossimo osservatorio: Einstein Telescope. Le principali linee di ricerca sperimentale si dividono in tre gruppi: la realizzazione di sospensioni a basso rumore termico, la costruzione di componenti ottici a bassa dissipazione meccanica e la realizzazione di materiali ad alte prestazioni termo-meccaniche e ottiche. A questi, si aggiungono gli studi teorici dei fenomeni alla base della generazione di onde gravitazionali che approfondiscono i modelli delle sorgenti e le metodiche per l’analisi dei dati. Tutti questi componenti sono cruciali per superare le limitazioni degli attuali apparati e consolidano il ruolo già rilevante di Perugia nell’esperimento Virgo.

Oltre alle onde gravitazionali conosciamo fenomeni come l’emissione di neutrini e raggi gammva o la nucleosintesi che possono essere associati alle sorgenti che generano l'onda gravitazionale. Un’osservazione congiunta dello stesso evento, eseguita contemporaneamente dagli osservatori di vario tipo, è chiamata multi-messaggera. Le osservazioni multi-messaggere permettono lo sviluppo di modelli teorici e strumenti di calcolo della nucleosintesi, lo studio delle popolazioni di sorgenti gamma e l’analisi temporale della radiazione gamma. Questi studi, a loro volta, permetteranno di migliorare la comprensione dei dati sulle abbondanze chimiche e dei fenomeni nucleari che caratterizzano la materia presente nell'Universo.