Rappresentazione artisca della proposta di missione LISA, composta da tre satelliti connessi fra loro da raggi laser. Credit: ESA
Potrebbe essere la prima missione spaziale in grado di sentire le onde gravitazionali, inafferrabili increspature dello spazio-tempo, previste dalla relatività generale di Albert Einsten, eppure mai direttamente osservate. La missione LISA (Laser Interferometer Space Antenna), proposta dalla NASA e dall’ESA ha superato a pieni voti un test cruciale. Il test ha dimostrato che il sistema di laser è in grado di rilevare l’impercettibile melodia prodotta dalle onde gravitazionali, mettendo a tacere il fracasso tutt’intorno. È come chiedere a un registratore di sentire il rumore di una piuma che cade in mezzo a un temporale. Questo fondamentale risultato, presentato in un articolo su Physical Review Letters, spiana la strada a LISA: se sarà selezionata, la missione dovrebbe essere lanciata nel 2020 o oltre.
“Al fine di rilevare le onde gravitazionali, dobbiamo effettuare misurazioni molto precise”, ha detto Bill Klipstein, un fisico del Jet Propulsion Laboratory della NASA. “I laser producono molto più rumore di quello che vogliamo misurare, quindi si tratta di rimuovere con attenzione ogni disturbo”.
L’obiettivo di LISA è rivelare le onde gravitazionali direttamente e, possibilmente, capire la loro origine, permettendo agli scienziati di entrare in sintonia con un linguaggio completamente nuovo dell’universo. La missione proposta consiste in un gigantesco triangolo di tre veicoli spaziali distinti, collegati da raggi laser. Ognuno di questi sarebbe predisposto con un cubo in platino e oro che fluttua liberamente nello spazio. Il passaggio delle onde gravitazionali dovrebbe smuovere i satelliti, modificando la distanza tra i vertici del triangolo. Sembra semplice, a parole. Invece nei fatti l’impresa è difficilissima, perché occorrono strumenti estremamente sensibili per rilevare gli spostamenti prodotti dalle onde gravitazionali. Queste cambierebbero la distanza tra due veicoli spaziali – che volano a 5 milioni di chilometri di distanza – di circa un picometro, una misura 100 milioni di volte inferiore alla larghezza di un capello umano.
Al cuore della tecnologia laser di LISA c’è un processo noto come interferometria, che rivela se le distanze percorse dai raggi laser, e quindi la distanza tra i tre veicoli spaziali, sono cambiate a causa delle onde gravitazionali. Ma i satelliti non stanno fermi e sono soggetti a altri cause di possibile spostamente. Ma il team del JPL ha dimostrato in laboratorio che è possibile sottrarre la maggior parte dei rumori, e percepire l’impercettibile.
In attesa di LISA, è il satellite Planck a dare la caccia alle onde gravitazionali. Qui un nostro approfondimento: “Onde gravitazionali: si stringe il cerchio”