Conferenza “Dalla gravità alla supergravità: evoluzione della Teoria di Einstein”

     La prossima Conferenza divulgativa d’alto livello dell’Associazione SeralMente Cultura Net si terrà il 7 aprile 2017 e avrà come tema la gravità e la supergravità, collegate alla Teoria di Einstein.

     Un tema trasversale a molte discipline scientifiche e scolastiche, interessante per tutti gli studenti curiosi delle scuole secondarie e dell’università. Ricavato dalla Brossure che mi è stata inviata dagli organizzatori e convinto di fare una cosa utile per gli studenti e il pubblico interessato, segnalo l’abstract degli interventi del Prof. Marco Billò dell’Università degli Studi di Torino e della Prof.ssa Annalisa Marzuoli dell’Università degli Studi di Pavia, autori di molte decine di pubblicazioni scientifiche. Moderatore: l’instancabile Dott. Caponigro.

“La Relatività Generale, proposta da Einstein nel 1915, ha avuto puntuali verifiche sperimentali che si sono succedute nel tempo fino alla prima rilevazione diretta delle onde gravitazionali, annunciata con grande risonanza poco più di un anno fa.

La gravità non è una forza come le altre: superando la visione newtoniana di ‘azione a distanza’, Einstein interpreta gli effetti gravitazionali che osserviamo tra corpi dotati di massa come indotti dalla curvatura di un continuum quadridimensionale, lo spazio-tempo. Nelle parole di J.A. Wheeler: la materia dice allo spazio-tempo come incurvarsi, e lo spazio-tempo curvo dice alla materia come muoversi. Nella prima parte di questa conferenza si presenta una versione discretizzata della Relatività Generale, proposta da Tullio Regge nel 1961, che permette di cogliere in modo elementare le nozioni geometriche codificate nelle equazioni di Einstein.

La Relatività Generale è una teoria classica di natura geometrica. Uno dei maggiori problemi aperti della fisica teorica e’ la sua unificazione a livello quantistico con le altre interazioni fondamentali presenti in natura.

Le teorie quantistiche dei campi che conciliano la relatività speciale (Einstein 1905) con la meccanica quantistica forniscono uno schema concettuale coerente e di enorme successo sperimentale per descrivere tutte le interazioni salvo la gravità. Un elemento chiave di queste formulazioni e’ il concetto di simmetria di una teoria. Le ‘particelle elementari’ nelle teorie di campo quantistiche hanno proprietà intrinseche che le caratterizzano rispetto alle simmetrie spazio-temporali come bosoni oppure come fermioni.

La supersimmetria è una ulteriore ipotetica invarianza che collega tra loro bosoni e fermioni e che aiuta a formulare schemi concettuali coerenti di unificazione, quali la teoria delle superstringhe. Nella seconda parte della conferenza si presentano alcune idee base riguardo la ‘supergravità’, cioè’ la teoria (classica) che coniuga Relatività’ Generale e supersimmetria. Essa cattura aspetti importanti della superstringa, ed è quindi importante nell’ambito della ricerca di teorie unificate. Ha però recentemente avuto anche applicazioni inaspettate in altri campi, dalla fisica della materia al quark-gluon plasma, tramite il principio olografico.”

Considerata la possibile alta affluenza, si consiglia la prenotazione (anch’essa gratuita, come l’ingresso): seralmente@gmail.com . Link della locandina: www.seralmente.com . Luogo: http://www.seralmente.com/luogo.html .

 

Onde gravitazionali: la scoperta del secolo?

     Si sta tendo in questi minuti la conferenza su quella che alcuni annunciano come la scoperta del secolo, quella delle onde gravitazionali. La conferenza, in contemporanea a Cascina (Pisa, Italia) e Washington D.C. (USA), annuncia l’osservazione diretta di onde gravitazionali da parte dell’osservatorio Ego negli Stati Uniti, specifico per queste particolari onde mai osservate prima. Queste onde sarebbero state generate dalla fusione di due buchi neri le cui masse corrispondono a circa 29 e 36 masse solari. Il buco nero massiccio generato avrebbe una massa pari a circa 62 masse solari, le tre masse solari mancanti avrebbero prodotto l’energia necessaria per generare le onde gravitazionali osservate. I commenti dei prossimi giorni ci permetteranno di conoscere i dettagli della ricerca.

      L’esistenza delle onde gravitazionali, particolari “increspature” in relazione con le dimensioni spazio e tempo, venne predetta da Einstein ormai oltre cento anni fa. Per cercare di confermare l’individuazione di queste onde, sono stati ideati e assemblati materiali che dovrebbero costituire un vero e proprio osservatorio spaziale. Per testare questi materiali, lo scorso dicembre l’Agenzia Spaziale Europea (ESA), utilizzando il lanciatore Vega, ha inviato nello spazio la sonda Lisa Pathfinder che sta orbitando a circa un milione e mezzo di km dalla Terra. Il nocciolo di Lisa Pathfinder è costituito da un interferometro composto da specchi e raggi laser interposto tra due cubi mantenuti sotto vuoto e alla stessa distanza. Le tecnologie installate dovrebbero mantenere i due cubi in perfetto equilibrio e liberi dalla gravità terrestre: ogni minimo movimento rispetto alla loro posizione reciproca dovrebbe essere causato dalle onde gravitazionali e rilevato dal micro-newton electric propulsion, un propulsore di nuova concezione.

     La missione di Lisa Pathfinder durerà circa sei mesi, il tempo necessario per collaudare queste nuove tecnologie e verificarne l’efficacia. Poi si procederà, probabilmente con collaborazioni di altre Agenzie internazionali, alla messa a punto di un vero osservatorio permanente di onde gravitazionali.

     Finora la comunità scientifica aveva solo prove indirette dell’esistenza delle onde gravitazionali, ottenute dall’osservazione e dallo studio delle stelle pulsar binarie (stelle di neutroni, scoperte da Jocelyn Bell e Antony Hewish nel 1967, formate dopo l’esplosione di una stella in supernova). L’osservatorio permetterebbe di ottenere altre prove dirette e decisive su queste particolari onde che determinano impercettibili variazioni di distanza tra gli oggetti. Se la missione Lisa dovesse funzionare, come tanti si aspettano, sarà preparata “evolved Lisa” che condurrà all’osservatorio delle onde gravitazionali. Sarebbe un enorme passo avanti nella comprensione della struttura del nostro Universo, considerato che l’osservazione delle onde gravitazionali, fino a dieci anni fa era ritenuto un compito impossibile perché, come scrisse Gianluca Gemme dell’INFN di Genova nel 2008, “Anche se emesse da sorgenti astrofisiche di enorme potenza (per es. le Suparnovae), la deformazione indotta [dalle onde gravitazionali] su un oggetto macroscopico sulla Terra è tipicamente dell’ordine di 10^–21.”

Rappresentazione artistica di onde gravitazionali: www.media.inaf.it. Crediti, anche per immagini: http://sci.esa.int/lisa-pathfinder/

Per saperne di più: immagini e video dell’ESA. Le onde gravitazionali.

Video: Lancio con il vettore Vega, il 3 dicembre 2015. Seconda parte.

 

Video commento dell’annuncio: INAF TV.