la relativit? generale di Einstein alla prova (ennesima) della NASA

Il satellite Gravity Probe B cercher? di dimostrare la distorsione
spazio-tempo provocata dalla rotazione della Terra sul suo asse…

I RAZZI si accenderanno luned? prossimo alla base aerea di Vandenberg, in California. Il satellite della Nasa Gravity Probe B punter? verso il cielo per sottoporre all'ennesima verifica la Teoria della relativit? di Einstein. Sono 45 anni che gli scienziati di Stanford – che curano l'aspetto teorico della missione – si chiedono se ? vero, come predisse il grande fisico, che la rotazione terrestre provoca una distorsione dello spazio-tempo simile al mulinello creato da un tornado. Il fenomeno ? noto anche come “frame dragging” o effetto Lense-Thirring e per la verit? nel 1997 era gi? stato osservato da un'equipe guidata dall'italiano Ignazio Ciufolini dell'universit? di Lecce, con il semplice ausilio dei satelliti per la geodesia Lageos I e Lageos II. Ma i dati di allora avevano un'approssimazione del 20 per cento, mentre la missione Nasa-Stanford (700 milioni di dollari il costo) si propone di raggiungere una precisione dell'1 per cento.

Immaginiamo che spazio e tempo siano le coordinate del nostro universo e siano poste perpendicolarmente l'una rispetto all'altra, a formare la trama di un tappeto. Se deponiamo su questo tappeto sospeso nel vuoto un oggetto rotondo – la Terra – si creer? una concavit? e le maglie del tessuto si deformeranno per effetto del peso. Se poi questo pianeta non ? nemmeno fermo, ma ruota su se stesso, trama e ordito (spazio e tempo) subiranno anche una torsione, formando una specie di mulinello. In sintesi, immaginava Einstein: il moto rotatorio della Terra provoca una distorsione del tessuto spazio-temporale circostante al pianeta.

Tutto questo avveniva nel 1916. Due anni dopo i due fisici austriaci Jospeh Lense e Hans Thirring sistematizzarono le previsioni di Einstein nella teoria che porta il loro nome. Ma mai nessuno – fino al '97 – aveva osservato questa deformazione. David Lucchesi, ricercatore dell'Istituto di fisica dello spazio interplanetario del Cnr, fa parte dell'equipe italiana che per prima ha misurato l'effetto Lense-Thirring. “L'orbita di Lageos – spiega – devi? in un anno di 180 centimetri su 6.000 chilometri di altezza del satellite. Un'inezia, visto che abbiamo a che fare con un pianeta. Me se pensiamo ai buchi neri, ci troviamo di fronte a deformazioni spazio-temporali enormi”. I buchi neri infatti hanno una forza di attrazione talmente forte da non lasciar sfuggire nemmeno i raggi luminosi (per questo individuarli ? cos? difficile). Nelle loro vicinanze la deformazione dello spazio-tempo ? estrema. Le due dimensioni si contorcono fino ad assumere la forma del mulinello di un tornado.

Lageos II ? un satellite lanciato dall'Agenzia spaziale italiana e dalla Nasa nel 1992. Non deve far altro che ricevere gli impulsi laser lanciati dalla Terra e rispedirli al mittente. In questo modo gli scienziati riescono a misurare variazioni di forma della crosta terrestre, ma anche le modificazioni dell'orbita del satellite. “Anche noi – prosegue Lucchesi – puntiamo ad affinare le nostre misure. Stiamo progettando un nuovo satellite (Lares ? il suo nome) che come quello della Nasa effettua rilevazioni con la precisione dell'1 per cento. L'Istituto nazionale per la fisica nucleare sta valutando l'idea. Difficile dire quando saremo pronti per il lancio”.

Misurare il minuscolo “frame dragging” della Terra, secondo la Nasa, ? tanto difficile quanto riuscire a discernere un capello da mezzo chilometro di distanza. Per questo l'Agenzia spaziale americana ? l'universit? di Stanford si affidano alla tecnologia pi? avanzata. Il Gravity Probe B sar? attrezzato con quattro apparecchi chiamati giroscopi. Si tratta di camere vuote al cui interno ? sospesa una sfera di quarzo grande quasi come una palla da tennis. Secondo la Nasa si tratta delle sfere pi? perfette mai create dall'uomo, con un errore massimo di soli 40 strati di atomi. Rimarranno sospese nelle camere vuote grazie a un campo elettrico e sono dotate di una particolarit?: il loro asse punta sempre verso lo stesso punto, in questo caso la stella lontana Im Pegasi. Una variazione di inclinazione – anche minima – del giroscopio rispetto all'asse del telescopio puntato anch'esso verso Im Pegasi indicher? una distorsione dell'orbita della Terra. Una modificazione della forza di gravit? per dirla come Newton in termini di fisica tradizionale. Una distorsione dello spazio-tempo secondo l'immaginifica (agli occhi dei profani) ma finora insuperata Teoria della relativit? di Einstein.

dal sito www.repubblica.it del14.4.2004



Sull'argomento, segnalo che si pu? anche consultare un articolo sul sito del Corriere della Sera:



http://tinyurl.com/34yzf



M.C.

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Autore: Marco Castellani

Ricercatore astronomo, appassionato di letteratura, musica, computer e programmazione. Marito, papà  di quattro. http://www.marcocastellani.me