ET at a istudiare is undas gravitatzionales, unu fenòmenu fìsicu prevìdidu prus de unu sèculu a oe dae sa teoria de sa relatividade generale de Albert Einstein, e abbaidadas pro sa prima borta su 14 de cabudanne 2015 dae is collaboratziones iscientìficas LIGO e Virgo gràtzias a is duos interferòmetros gravitatzionales cròbinos LIGO in is Istados Unidos, unu in s’istadu de Washington e s’àteru in Louisiana. S’importàntzia istòrica de s’iscoberta de is undas gravitatzionales, produidas dae sa coalescèntzia de duos istampos nieddos, dd’ant reconnota cun su prèmiu Nobel in su 2017. S’interferòmetru europeu Virgo s’est aunidu a is duos LIGO in sa chirca de is undas gravitatzionales in su 2017, agiudende, paris cun meda àteras osservatziones cungiuntas de undas gravitatzionales, a buscare in su chelu sa mitza astrofìsica de sa prima osservatzione multimessagera, su 17 de austu 2017, cando sa coalescèntzia de duos isteddos de neutrones dd’ant istudiada siat pro mèdiu de is undas gravitatzionales siat pro mèdiu de sa radiatzione eletromagnètica.
S’iscièntzia de ET
Sa relatividade generale e is undas gravitatzionales
Is undas gravitatzionales sunt trèmulas infinitesimales de s’ispàtziu-tempus, produidas dae sa mòvida lestra de is massas. Difatis, segundu sa relatividade generale, s’universu nostru est piessinnadu dae un’istrutura a bator dimensiones chi ddi narant ispàtziu-tempus, in ue is tres dimensiones ispatziales s’aunint paris cun su tempus: sunt is corpos a nde definire sa geometria frunende indicatziones a subra de sa forma chi depet leare, mentras s’ispàtziu, incurbende·si a suta de sa massa de is corpos, ddis donat inditos de comente si depent mòere.
Ascurta su tzìulu (chirp) de sa prima unda gravitatzionale isvelada
In custu ambiente, is massas cun mòvida lestra – pro esempru podimus pensare a massas mannas comente istampos nieddos o isteddos de neutrones chi s’atumbant a pare – produent trèmulas in s’ispàtziu-tempus, frungiduras infinitesimales, chi s’ispàrghinant in s’universu cun sa lestresa de sa lughe. Pro tènnere un’idea de su fenòmenu, si podet pensare a su chi acontesset a s’abba de un’istàini cando ddoe ruet una pedrighedda, o a unu telu elàsticu tiradu cando ddoe rùmbulat unu pesu a subra. Custas trèmulas piticheddas de s’ispàtziu-tempus, chi nois non resessimus a intèndere, sunt is undas gravitatzionales, messageros còsmicos chi, moende·si sena istorbu perunu in s’ispàtziu fungudu, lompent fintzas a sa Terra, in ue is interferòmetros nostros sofisticados meda nche resessent a ddos disvelare. Is undas gravitatzionales sunt trèmulas aici piticas chi finas Einstein pensaiat chi mai diamus èssere istados a tretu de ammaniare istrumentos capassos de ddas buscare. Ca est a mesurare variatziones de longària meda prus piticas de su diàmetru de unu àtomu.
Sa chirca issoro est durada prus de unu sèculu e in su tempus de chimbant’annos at permìtidu s’isvilupu de disveladores semper prus pretzisos. Is undas gravitatzionales chi a die de oe semus capassos de mesurare in sa Terra sunt is chi si produent in is acontessimentos astrofìsicos prus energèticos chi càpitant in su cosmo, comente sa fusione de isteddos de neutrones e de istampos nieddos. Is undas gravitatzionales sunt messageros còsmicos de valore mannu, ca viàgiant sena istorbu perunu portende finas a nois informatziones ùnicas in contu de is mitzas chi ddas ant produidas.
S’astronomia multimessagera
Sa possibilidade de osservare is undas gravitatzionales at abertu su caminu a duas maneras noas de istudiare s’universu: s’astronomia gravitatzionale e s’astronomia multimessagera. Prus a notu, custa est una tècnica noa pro s’esploratzione de s’universu, chi si fundat a subra de s’istùdiu de su matessi fenòmenu cun istrumentos diferentes chi regollent datos dae messageros còsmicos diferentes: undas gravitatzionales, radiatzione eletromagnètica, neutrinos. Est nàschida in su 2017, cun sa prima osservatzione de una unda gravitatzionale cajonada dae sa fusione de duos isteddos de neutrones, pro fàghere custu est istada de fundamentu sa rete globale de disveladores, cun is interferòmetros LIGO in is Istados Unidos e Virgo in Itàlia, chi at permìtidu sa triangulatzione e duncas de nde buscare sa mitza in su chelu in manera bastante pretzisa.
Luego disveladu su sinnale gravitatzionale, sa rete globale de is interferòmetros at, difatis, emìtidu un’allerta dende indicatziones a is telescòpios de radiatzione eletromagnètica a subra de sa diretzione cara a ue castiare, dae sa Terra e in s’ispàtziu.
Custos, a lestru, si sunt torrados a orientare conca a su tretu de chelu dae in ue nde beniat su sinnale gravitatzionale, buschende is fotones in is bandas diferentes (dae is undas ràdiu finas a is rajos gamma) produidos dae s’iscòpiu poderosu cajonadu dae sa fusione de duos isteddos de neutrones, acontèssida a 130 milliones de annos-lughe dae nois.
Su processu de sa fusione de is duos isteddos de neutrones at produidu sa chi ddi narant “kilonova”, cando su materiale bessidu dae s’atumbada nche parat imboladu a tesu in s’ispàtziu, cajonende processos de nucleosìntesi de elementos graes, comente su prumbu e s’oru, chi s’ispàrghinant peri totu s’universu. Custa osservatzione istravanada at permìtidu de cumprèndere meda in contu de formatzione de is elementos: como podimus nàrrere a seguru chi finas nois semus “prùere” de isteddos. Pro more de custa iscoberta, s’est aberta s’època de s’astronomia multimessagera, chi est finas unu desafiu nou in s’ìstùdiu de s’universu pro sa comunidade iscientìfica de totu su mundu.
A is làcanas de s’universu
ET nos nch’at a torrare a su passadu de s’universu nostru, finas a s’era iscurigosa a pustis de su Big Bang, e sighende in su benidore pro nos agiudare a interpretare cale diat pòdere èssere sa sorte cosa sua. At a fàghere a cumprèndere de ite est fatu e cales sunt is mecanismos de is acontessimentos astrofìsicos prus degollosos chi ddoe càpitant. Pagu nde ischimus, difatis, a pitzu de s’universu nostru, nde connoschimus prus pagu de su 5%, sa matèria ordinària de sa cale semus fatos nois etotu e su chi oe in die resessimus a osservare. Mentras, de totu su chi sobrat, prus o mancu su 95%, non nde ischimus nudda. Podimus isceti nàrrere, pro mèdiu de osservatziones astrofìsicas, chi su 25% est fatu de una forma diferente de matèria, chi ddi narant matèria iscurigosa, e su 70% dae una energia iscurigosa e misteriosa. De ite sunt fatas non dd’ischimus, ma ischimus chi ant tentu unu ruolu de fundamentu in sa formatzione de s’universu aici comente ddu connoschimus a dies de oe, e chi a su pròpiu ant a tènnere importu mannu in su benidore suo. Forsis s’universu s’at a ismanniare semper prus a lestru, cundannende-nos a s’iscuriu e a sa morte tèrmica: sa matèria at a decadèssere e finas is istampos nieddos ant a isvaporare.
O forsis s’aceleratzione at a èssere aici forte chi at a segare s’ispàtziu-tempus, destruende totu is istruturas de s’universu. O s’ismanniada de s’universu diat pòdere acontèssere prus a bellu fintzas a s’istrìnghere, torrende a sa mannària microscòpica de s’inghitzu. E mancari custu processu diat pòdere sighire in unos cantos ciclos sena fine. Oe custu non ddu podimus ischire, ca s’innoràntzia nostra de su chi b’at in s’universu est che pare a sa farta de connoschèntzias chi nos podent permìtere de nde connòschere su benidore suo. Ma ET podet agiudare finas a abèrrere s’àndala conca a sa connoschèntzia de s’energia iscurigosa, e de s’orìgine de sa matèria iscurigosa compudende is istampos nieddos primordiales, is nues de assiones, is ammuntadas de matèria iscurigosa a inghìriu de is ogetos cumpatos.
ET at a averiguare, in prus, sa fìsica acanta de s’orizonte de is acontessimentos de is istampos nieddos iscumproende sa relatividade generale in cunditziones estremas e ponende in prova teorias noas che a sa gravidade cuantìstica, e at a pòdere iscumproare mudaduras possìbiles de sa relatividade generale cunforma a sa mesura cosmològica.
ET at a pòdere finas fàghere astronomia gravitatzionale de pretzisione, e istudiare totu sa populatzione de istampos nieddos de massa isteddare, e is de massa intermèdia chi si podent osservare peri s’istòria intrea de s’universu, a tales de nde cumprèndere s’orìgine (isteddare contras a primordiale), s’evolutzione e sa demografia. ET at a abbaidare sa fase inspirale de is isteddos de neutrones e pro sa prima borta at a pòdere frunire una mirada de s’istrutura interna de custos corpos celestes, esaminende finas is propriedades de fundamentu de sa matèria dae unu ghetu desconnotu, comente sa cromodinàmica cuantìstica in cunditziones de ultradensidade, e istados esòticos possìbiles de sa matèria. ET at a abèrrere is ghennas de un’universu galu totu de iscobèrrere.
Banner Image: mirada deformada de unu istampu nieddu supermassivu prus mannu (discu ruju) cando colat belle in deretura a palas de unu istampu nieddu cumpàngiu (discu brau) cun metade de sa massa.
Crèditu: NASA’s Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman e Brian P. Powell