Advanced LIGO -- Un passo nel rilevamento delle onde gravitazionali


#1

L’osservatorio americano “LIGO” = che si occupava del tentativo di rivelamento delle onde gravitazionali, é stato aggiornato nell’Hardware ed é così divenuto “Advanced LIGO”. Entro il 2015 questo nuovo osservatorio dovrebbe essere attivato, e dovrebbe poter vantare una sensibilità 10 volte superiore al precedente.

Il LIGO Hanford Observatory (LHO), che si trova il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti sito di Hanford a Washington orientale, si compone di 5 grandi sale sperimentali connesse da corridoi dal diametro 1,2m, lunghi 4km e 2km. Per Advanced Ligo, entrambi i corridoi sono stati portati a 4 km. Circa 9.000 Km quadrati di questo spazio attorno ai rilevatori sono tenuti sotto stretto controllo ambientale per evitare le interferenze con i delicati strumenti. L’impianto fisico richiede infatti un ambiente circostante soggetto a basse vibrazioni, e quello presente di arbusti selvatici e steppa é ottimale.
Il transito di onde gravitazionali attraverso la struttura dell’osservatorio dovrebbe flettere questi corridoi, ed i laser interni ad essi dovrebbero poter percepire contrazioni o allungamenti nell’ordine di un decimo di miliardesimo di miliardesimo di metro (10-19 m).
Il sito dell’osservatorio é qui:
https://www.advancedligo.mit.edu/summary.html

Le onde gravitazionali sono state previste da Albert Einstein nel suo modello della relatività generale, ma finora non sono mai state osservate in maniera certa.

Esistono due modelli teorici base di tipi di onde gravitazionali, tensoriali e scalari:
http://it.wikipedia.org/wiki/Onda_gravitazionale

Finora, solo il 17 marzo 2014 gli astronomi dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics di Cambridge avevano annunciato di aver individuato e realizzato “la prima immagine diretta delle onde gravitazionali attraverso il cielo primordiale”, immagine relativa quindi alla teoria dell’inflazione cosmica ed al Big Bang. Essi vennero però messi in dubbio il 9 Febbraio 2015 dai ricercatori dell’ESA, che utilizzarono il satellite spaziale Planck congiuntamente con il BICEP2 per rieseguire le misure, senza trovare nette evidenze. La “caccia” é perciò ancora aperta.

Anche la Comunità Economica Europea é attiva nel settore, ed tra le altre cose ha stanziato nel 2008 3 milioni di euro al programma FP7 per lo studio preliminare dell’Einstein Telescope (ET), un osservatorio per onde gravitazionali che vede coinvolti otto istituti di ricerca europei ed internazionali. Questo progetto é però anch’esso in rapida evoluzione, essendo i modelli teorici relativi molto complessi ed in costante sviluppo. Per questo, nel mondo accademico si spera che Advanced LIGO fornisca nuovi dati e quindi direzioni verso le quali proseguire.

Si conoscono molte possibili sorgenti di onde gravitazionali, tra le quali sistemi binari di stelle, pulsar, esplosioni di supernovae, buchi neri in vibrazione e galassie in formazione; per ognuna di queste fonti il tipo di segnale emesso dovrebbe possedere un “timbro” caratteristico che identifichi univocamente il tipo di fonte e la causa dell’emissione. Se il sistema funzionasse, aumenterebbe enormemente la nostra capacità di osservazione dell’universo.


#2

Perche’ usi i piedi quadrati? La conversione spannometrica in metri quadrati e’ molto semplice, dividi per dieci.

Sono stato ad Hanford, che ha una grande storia, uno dei posti al mondo con il numero di PhD per metro quadrato piu’ elevata. Mitico l’impianto dove hanno creato il Plutonio usato per le bombe atomiche. Vale assolutamente la pena (?) di visitare la zone se ci passate. Tuttavia non dobbiamo dimenticare che il complesso ospita anche una importante sede della NSA, dove studiano gli algoritmi per spiarci.


#3

Ma di LISA e LISA path finder si sa piu nulla?


#4

LISA Pathfinder dovrebbe essere lanciata la prima settimana di ottobre sul Vega (la finestra di lancio si apre il 29 settembre).

LISA ora si chiama eLISA :stuck_out_tongue_winking_eye:. In teoria dovrebbe essere la missione L3 di ESA, da lanciare nel lontano 2034. Mentre il tema di L3 è stato annunciato (=studio delle onde gravitazionali), l’annuncio ufficiale sulla missione scelta ancora non è avvenuto (il che ha sorpreso tutti che si aspettavano l’annuncio insieme a quello di ATHENA per L2).

Qui il sito ufficiale delle due missioni: https://www.elisascience.org/


#5

un nuovo passo per capire un poco di più il funzionamento dell’universo


#6

Traduzione non mediata dal sito americano… ho corretto

La ricerca sulle onde gravitazionali é oggetto di ingentissimi sforzi, di questo non mi ero mai reso conto.


#7

Il parente più prossimo di LIGO è l’italo-francese VIRGO (CNRS, INFN), a Cascina (Pisa) - http://www.ego-gw.it/
Mi par di capire che anche VIRGO sia in fase di revisione e aggiornamento.


#8

Ero stata a VIRGO anni fa, un aggiornamento ci sta, e che gli vada meglio della scorsa volta. Ricordo che avevano raccontato che proprio in coincidenza di un potente evento astronomico gli strumenti erano spenti. E anche ad essere acceso tutto il sistema di specchi deve avere la configurazione giusta al momento giusto.

Certo che chi lavora nella ricerca della rilevazione di onde gravitazionali ha una pazienza veramente ammirabile.


#9

Sarebbe il mio posto di lavoro perfetto, dove debbo dormire (pagato) fino a che, dopo mesi, non arrivano le onde gravitazionali :grin:


#10

Ma BICEPS non aveva gia’ fornito dati assai promettenti mesi e mesi fa?


#11

I risultati di BICEPS, se non ricordo male, si sono rivelati errori di analisi dei dati.


#12

Confermo, una sottovalutazione dell’effetto della polvere cosmica sulla distribuzione del CMB. Sono analisi sui residui del segnale eliminato dopo aver considerato le altre fonti, dannatamente delicate; e infatti Planck non ha confermato, obbligando quelli di BICEPS2 a ritrattare. Peccato, sarebbe stato storico ed emozionante.
Non si sarebbe comunque trattato delle stesse onde gravitazionali ricercate da LIGO e VIRGO. Queste ultime derivano da fenomeni violenti nel Cosmo vicino, esplosioni di supernova, merge di stelle di neutroni o buchi neri, cose del genere. Invece le onde (allegedly) rivelate da BICEPS2 avrebbero riguardato il fenomeno al tempo del big-bang.


#13

E se passa un camion nelle vicinanze, le vibrazioni fanno sballare gli specchi quel poco che basta per rendere la misura inutile…
Ho conosciuto il responsabile di VIRGO, il professor Gemme dell’INFN di Genova, la settimana scorsa a Savona.


#14

Metto qui un video di LinusTechTips dove spiega brevemente e in modo semplice come funziona l’osservatorio LIGO.