onde gravitazionali
Onde che si propagano nello spazio alla velocità della luce, generate quando un qualsiasi corpo dotato di massa subisce un'accelerazione. Come dimostrato da A. Einstein con la teoria della relatività generale, la geometria dello spazio-tempo può entrare in oscillazione alla stregua di un mezzo dotato di elasticità, costituendo appunto delle onde gravitazionali. In analogia con la proprietà delle cariche elettriche di emettere onde elettromagnetiche allorché vengono poste in accelerazione, altrettanto deve dirsi per le masse gravitazionali. Peraltro, va tenuto conto dell'esigua intensità intrinseca della forza di gravità, la cui costante G è 10-39 volte più piccola della costante di interazione elettromagnetica, e del fatto che una perturbazione gravitazionale di tipo ondulatorio può venir prodotta esclusivamente da variazioni del momento del quadruplo della massa in oggetto. In altri termini, solo modifiche di assetti asimmetrici e instabili dei corpi – rispetto a un asse di rotazione – saranno in grado di produrre onde gravitazionali. Di conseguenza, qualsiasi eventuale prova di emissione di onde gravitazionali (o di radiazione gravitazionale) non può ricercarsi che in masse di enorme entità e in condizioni dinamiche non realizzabili in laboratorio, ma che rientrano nell'ambito di corpi celesti particolari.
L'esistenza delle onde gravitazionali è stata dimostrata indirettamente dallo studio di un sistema binario di due stelle di neutroni strettamente orbitanti: scoperto nel 1974 dal fisico americano J.H. Taylor, tale sistema perde energia orbitale a un tasso pari a quello previsto dalla teoria della relatività generale, nonostante l'intensità delle onde generate dalla coppia di stelle sia troppo debole per essere rivelata. Le onde gravitazionali vengono irraggiate anche da una stella in fase di collasso, per implosione in astro a neutroni e/o in buco nero, tutte le volte che si verifica un evento di supernova. Da tempo i fisici ritengono che potenze di tale entità rientrino nel campo di sensibilità di rivelatori opportunamente progettati. Un rivelatore di terza generazione basato su un gigantesco interferometro laser, denominato VIRGO, è in funzione nella campagna pisana, costruito dall'INFN italiano e dal CNRS francese. L'ESA e la NASA stanno invece progettando una missione spaziale denominata LISA (Laser Interferometer Space Antenna) costituita da un sistema di tre satelliti, distanti tra di loro circa 5 milioni di chilometri, in grado di osservare il passaggio di un’onda gravitazionale come una variazione nella distanza relativa tra i satelliti. Gli sforzi per rilevare le onde gravitazionali sono motivati anche dal fatto che esse potrebbero offrire un nuovo modo di indagare le proprietà dell'universo, facendo compiere progressi analoghi a quelli corrispondenti all'avvento della radioastronomia o dell'astronomia a raggi X.