Un telescopio grande come la Via Lattea

Le pulsar sono senza dubbio dei veri e propri laboratori di fisica dove si possono studiare le ipotesi della relatività generale in condizioni di gravità estrema. Tuttavia, potrebbero anche essere il miglior rivelatore delle onde gravitazionali. In altre parole, formerebbero una specie di telescopio delle dimensioni della Via lattea.

Un telescopio grande come la Via Lattea

(Fonte: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF)

Le stelle di neutroni sono ciò che rimane di stelle massicce che sono esplose come supernovae. Esse condensano la massa del Sole in una sfera non più grande di una media città terrestre. A parte i buchi neri, sono gli oggetti più densi dell’Universo. Le pulsar sono $stelle di neutroni$ che emettono fasci di onde radio dai poli del loro $campo$ magnetico. L’asse magnetico e l’asse di rotazione normalmente non coincidono e quindi durante la rotazione della stella il fascio radio descrive un cerchio nello spazio che può colpire il nostro pianeta. Una specie di “faro” cosmico. La rotazione è spesso velocissima, inferiore al secondo e la precisione dell’impulso radio che giunge alla Terra estremamente elevata. Qualsiasi leggera variazione di questo fascio può venire rivelato e indica un cambiamento nello stato fisico della pulsar.

Come sappiamo bene, quando vi è un movimento di grandi masse, la teoria della relatività predice l’emissione di onde gravitazionali, una specie di increspatura dello Spazio-Tempo. Queste onde non sono ancora state rivelate, anche se vi sono molti indizi a favore della loro esistenza. L’idea è allora molto semplice: perchè non usare l’insieme di tutte le pulsar conosciute nella Via Lattea per misurare eventuali fasci di onde gravitazionali che provengano dallo spazio profondo, causati da movimenti di buchi neri galattici o da altri fenomeni estremi anche antichissimi? Una specie di immenso radiotelescopio in cui le singole “antenne”, le pulsar, dovrebbero segnalare l’arrivo delle onde gravitazionali attraverso leggerissime variazioni della perfetta periodicità dei loro impulsi radio. Le antenne distribuite su una superficie enorme seguirebbero istante per istante il passaggio delle onde gravitazionali attraverso la nostra galassia.

Al momento non si è ancora pronti a passare all’azione, ma entro dieci anni ci dovrebbero essere le tecnologie necessarie per dare il via al più grande radio telescopio dell’Universo (almeno per il momento…).

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14 Commenti

  1. caro Gaetano,
    purtroppo l’idea non è mia…. niente Nobel questa volta 😥 😥

    quello che citi è senz’altro un ottimo tentativo. Restano sempre i problemi legati al “rumore”. In realtà, vi sono molte buone possibilità. ma bisogna utilizzare quella che riesce a ridurre al massimo il rumore di fondo… E le onde gravitazionali sono tanto deboli, accidenti! 😕

  2. L’Universo vuole risparmiarci la fatica per essere conosciuto meglio :mrgreen:
    Questo si può verificare anche sull’articolo ” Eta Carinae si mostra in playback”

  3. Qualcuno cortesemente potrebbe spiegarmi come fa il passaggio di un’onda gravitazionale ad influenzare la perfetta periodicità dell’impulso radio emesso da una stella di neutroni?

    Grazie

  4. presto detto Vojager,
    un onda gravitazionale è un’increspatura dello Spazio-Tempo, ossia al suo passaggio modifica la strttura spazio- temporale. ne consegue che la periodicità perfetta di una pulsar subirà delle deformazioni…

    OK? 😉

  5. @enzo

    Grazie,

    quindi se ho capito bene non sarà influenzata l’emissione dell’impulso radio della stella, bensì il suo tragitto che perturbato dall’onda gravitazionale sarà soggetto ad anticipi o ritardi nel raggiungerci.

    Penso giusto?

  6. direi di sì, Vojager. L’impulso radio viene ritardato e/o anticipato leggermente a causa della deformazione temporale che subisce all’arrivo dell’onda. Speriamo che si riesca a … misurare le piccole variazioni…
    ciao

  7. Caro Enzo, comincio a dubitare che si riesca a rilevare qualcosa.
    In effetti, la deformazione non è solo dello spazio, ma anche del tempo.
    In buona sostanza, con che strumento possiamo misurarla questa deformazione? Qualsiasi cosa usiamo ha come mezzo lo stesso spazio che viene deformato, e subisce allo stesso modo del resto la deformazione.
    Ci serve qualcosa che non venga scalfito dalle onde gravitazionali, da utilizzare come riferimento neutro.
    Le onde gravitazionali vengono studiate con degli interferometri, ma siamo sicuri che la luce non venga in alcun modo influenzata delle onde gravitazionali? 😕
    Forse, l’unica è misurare dei delta di energia….

  8. caro Red,
    sicuramente la questione è molto critica. Però, se anche fosse deformata, l’informazione potrebbe arrivere ancora in gradi di dirci che qualcosa è variato nel periodo. Non potrebbe essere qualcosa di simile alla lente gravitazionale, ma relativa alla deformazione del tempo. Capisco che però bisognerebbe capire bene come intendono separare i vari effetti… Mah…. staremo a vedere… 😉

  9. Ciao a tutti… stavo pensando alla deformazione dello spazio-tempo come la classica onda sull’acqua. Da qui mi è venuta in mente una cosa: potremmo pensare ai segnale della pulsare come a dei fiori poggiati sul pelo dell’acqua e trasportati a riva dalla corrente (consideriamo un fiore al secondo). Se buttiamo un sasso vicino a dove mettiamo i fiori questi si muoveranno seguendo l’increspatura, ma a riva giungeranno comunque con lo stesso intervallo di uno al secondo perchè il disturbo dello spazio si è esaurito prima di giungere a noi. Ho saltato qualcosa nel ragionamento?

  10. caro Andrea GG,
    io la vedo così: quando l’onda arriva sul fiore (che gira normalmente intorno a se stesso in tot secondi) fa rallentare o aumentare la loro rotazione. Poi tutto torna come prima. Perchè noi non possiamo rivelare quel periodo anomalo?

  11. Scusa Enzo, mi sono mal spiegato… il fiore, nel mio esempio, era il segnale od onda elettromagnetica.

  12. caro andrea,
    forse non ci intendiamo…
    quando l’onda arriva sulla pulsar deforma il suo periodo. Noi riceviamo la deformazione che viaggia alla velocità della luce e non siamo coinvolti nella deformazione. Il susso mi sembra questo…