La velocità di propagazione della forza di gravità

Pulsar nella Nebulosa del Granchio

A che velocità si propaga la forza di gravità?


(la classe 4 I del liceo scientfico biologico Giulio Natta di Milano)

Bruna Castoldi
27 marzo 2007
Per quanto ne sappiamo, la gravità "viaggia" alla velocità della luce, circa 300.000 km/s.

Questo è quello che prevede la teoria della relatività generale di Einstein, una teoria che è stata verificata con grande precisione in molti esperimenti, anche se non in particolare su questa previsione.

Ma cosa significa dire che la gravità si propaga?

Se metto due masse su un manubrio e lo faccio girare, il campo gravitazionale generato in un punto a una certa distanza dovrebbe essere modulato, dovrei cioè osservare un piccolo ritardo dovuto alla velocità di propagazione del campo gravitazionale. Viste le dimensioni ridotte del campo in questo caso non è però possibile verificare l'effetto.

Se però la velocità di rotazione fosse molto grande, o le masse gigantesche, dovrei poter osservare qualcosa di completamente nuovo, non previsto dalla teoria di Newton: l'emissione di onde gravitazionali, che viaggiano (e qui la parola è forse più appropriata) alla velocità della luce.

Purtroppo un esperimento simile non è mai stato realizzato visto che l'effetto cercato è troppo debole. Si spera comunque di poterlo prima o poi osservare nello spazio dove le grandi masse soggette a violente accelerazioni abbondano.

Molti sono gli esperimenti che in passato si sono concentrati sulla rivelazione delle onde gravitazionali. Quelli attuamente in corso sono VIRGO (a Cascina, vicino Pisa), LIGO negli Stati Uniti e GEO600 in Germania. Credo anche che ce ne sia uno in preparazione in Giappone, e LISA nello spazio. Si tratta di collaborazioni internazionali di dimensioni gigantesche e costosissime. Che io sappia, non hanno purtroppo ancora osservato nulla di utile.

Siamo comunque certi che le onde gravitazionali esistono, perchè, Joseph Taylor in vent'anni di osservazione della pulsar doppia PSR 1913+16, ha visto che il periodo di rotazione di questo corpo celeste decresce esattamente nel modo previsto dalla teoria per emissione di onde gravitazionali (per approfondimenti si può vedere alla pagina  www.astro.cornell.edu/academics/courses/astro201/psr1913.htm).

Proprio grazie a queste osservazioni, Taylor ha ricevuto il premio Nobel nel 1993 insieme a Russell Hulse (con il quale aveva scoperto la pulsar PSR 1913+16).
Giorgio Immirzi Dipartimento di Fisica, Università di Perugia

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