Einstein Telescope, dal cuore della Terra all’esplorazione dell’Universo

Einstein Telescope, dal cuore della Terra all’esplorazione dell’Universo
di Agenzia DIRE

https://www.youtube.com/watch?v=dZKIVJ9D3A4&feature=youtu.beROMA - Per scrutare l’Universo e indagare i misteri ancora oscuri di cosmologia, fisica e astrofisica bisognerà andare sottoterra. Non è una contraddizione: l’Einstein Telescope, futuristico osservatorio di onde gravitazionali, avrà bisogno di essere installato in un ambiente protetto, ovattato, che ne permetta la precisione delle rilevazioni senza interferenze. Sottoterra, appunto. L’Italia aspira a ospitarlo e candida le miniere (dismesse) di Sos Enattos, cuore della Sardegna nelle vicinanze di Lula, provincia di Nuoro. Pochi giorni fa sono stati installati i sensori per la campagna di misure geofisiche volta a individuare l’entità del rumore sismico della zona. L’obiettivo è dimostrare il ‘silenzio’ dell’area, requisito fondamentale per ospitare l’Einstein Telescope, che avrà non solo dimensioni maggiori rispetto agli strumenti oggi in uso, ma anche una tecnologia più sviluppata per cogliere i più deboli segnali dell’Universo. Ne abbiamo parlato con Enzo Brocato, astrofisico dell’Inaf e direttore dell’Osservatorio Astronomico d’Abruzzo.Propriamente lo strumento che osserva e misura le onde gravitazionali è un interferometro, che raccoglierà il testimone di Virgo- installato a Cascina, provincia di Pisa- e Ligo, le collaborazioni internazionali che hanno permesso di osservare per la prima volta in maniera diretta le onde gravitazionali descritte da Einstein. Era il 14 settembre del 2015 e si apriva una nuova porticina attraverso cui scrutare l’Universo.Nobel per la Fisica a Weiss, Barish e Thorne: hanno scoperto le onde gravitazionali“Abbiamo due “binari", due raggi laser perpendicolari-nel caso di Virgo- in cui la luce viene fatta riflettere su degli specchi in modo continuo- spiega Brocato, illustrando il funzionamento dell’interferometro-. La luce va avanti e indietro su questo cammino ottico. Nel momento in cui passa un’onda gravitazionale la Terra subisce una distorsione dello spazio-tempo. Noi ci accorgiamo di questa piccolissima variazione dal cammino ottico della luce. Semplificando molto, un braccio rimane invariato, l’altro ha una piccolissima variazione: dal confronto tra questi due cammini ottici possiamo vedere qual è questo spostamento e seguirlo nel tempo (frazioni di secondo), quindi capire qual è la forma dell’onda gravitazionale. Al momento, l’interferometro di Virgo ha una base di 3 km, mentre quella dell’Einstein Telescope sarà dell’ordine di una decina di km, potremo quindi avere una sensibilità estremamente superiore. Si pensa,  inoltre, di fare tre bracci invece che due e di costruire sottoterra, perché questo abbatte il rumore sismico. Per fare un esempio della sensibilità, Virgo stesso è in grado di rilevare il “rumore” prodotto dalle onde del mare che si infrangono sulla spiaggia del Tirreno, benchè sia installato nell’interno della Toscana. Anche una minima vibrazione fa sì che gli specchi si muovano, ecco perché è fondamentale abbattere il rumore sismico ed è proprio sotto la superficie terrestre che questo rumore viene abbattuto in modo molto importante”.La Sardegna, luogo ottimale per Einstein Telescope con pochissima attività sismica sia naturale (terremoti) che antropica (attività umane), è in competizione con un sito individuato in Olanda, al confine con Germania e Belgio. La scelta sarà effettuata con il contributo di una commissione che ha il delicato compito di valutare i dati per misurare la qualità del sito che ospiterà l’Einstein Telescope.“I primi microscopi consentivano di scoprire batteri e globuli rossi, oggi vediamo la struttura tridimensionale del DNA o - riflette Brocato, a colloquio con la Dire- con il suo telescopio Galileo Galilei scopriva le lune di Giove, oggi con i moderni telescopi osserviamo galassie distanti oltre 13 miliardi di anni luce dalla Terra". Adesso assistiamo a un’evoluzione tecnologica e scientifica, al limite della nostra conoscenza, e con Einstein Telescope "avremo un nuovo eccezionale strumento per esplorare l’Universo  studiando questo nuovo mondo delle onde gravitazionali che possiamo dire di aver appena iniziato ad intravedere con Virgo e LIGO. Senza dimenticare che gli astrofisici dell'Inaf saranno pronti a osservare e studiare la luce emessa dalle sorgenti scoperte da ET con la nuova generazione di telescopi (Eso-Elt, Vera Rubin Observatory, Cta, Ska) e missioni spaziali (Athena, Jwst, Theseus, Hermes) in grado di osservare il cielo in tutto lo spettro elettromagnetico. Una sinergia entusiasmante da cui ci aspettiamo straordinarie scoperte scientifiche nell’ambito dell’astrofisica, della cosmologia e della fisica fondamentale”, sottolinea Brocato.L’obiettivo dell’Einstein Telescope, la cui messa in funzione è attesa per la metà degli anni Trenta, è quello di fare un salto in avanti. Più misure, più precise. Per la sua realizzazione l’Italia punta sulle competenze dell’Istituto Nazionale di Fisica nucleare, che guida il progetto, sul supporto dell’Istituto Nazionale di Astrofisica, dell’Istituto Nazionale di Geologia e Vulcanologia e delle università. Uno sforzo nazionale per realizzare il progetto europeo di una scienza nuova, intersettoriale e lungimirante.