Le onde gravitazionali esistono – è questa una delle più importanti scoperte scientifiche del nuovo millennio, che verrà sicuramente presto coronata con il premio Nobel. Finalmente ne abbiamo udito il suono. Quando avviene un evento cosmico clamoroso, come la collimazione di due buchi neri, un’onda si trasmette attraverso l’universo fino ai nostri orecchi e ad altri strumenti di misura parecchio più sensibili: gli interferometri del monumentale esperimento a cui ha lavorato la collaborazione LIGO-Virgo, i cui bracci si diramano per kilometri sotto terra (uno di questi strumenti si trova in Italia, vicino a Pisa). Curiosamente, capita che le frequenze di queste onde siano nella gamma dell’udibile, anche se di debolissima intensità: amplificare questi segnali togliendo il “rumore” di fondo è l’arte dei fisici sperimentali della collaborazione. A quanto pare, due buchi neri si divorano l’un l’altro in un breve e insignificante “pop” e secondo certe simulazioni mettendosi all’ascolto della miriade di buchi neri che in ogni momento si incontrano nell’universo, si ha l’impressione di essere immersi in un bicchiere di acqua frizzante.

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Le onde che ci sono familiari sono la progressiva vibrazione di qualcosa attraverso lo spazio, avanti nel tempo. L’onda sonora per esempio si propaga ad effetto domino comprimendo l’aria. Molto diversamente si comporta un’onda gravitazionale, che fa vibrare lo stesso spazio-tempo in cui siamo immersi, modificando impercettibilmente (per meno della grandezza di un nucleo atomico!) gli intervalli relativi tra gli oggetti, ad esempio tra i sensibilissimi specchi a capo dei bracci degli interferometri. Per quanto questa vibrazione sia assai spiazzante (in tutti i sensi), è ormai nel nostro bagaglio culturale la lezione di Einstein che lo spazio ed il tempo siano soggetti dinamici. A Festivaletteratura abbiamo esplorato questi concetti l’anno scorso, in occasione del centenario della Teoria della Relatività [evento 255]. Proprio Einstein ha poi predetto (cambiando idea varie volte…) le onde gravitazionali, la cui forma è stata descritta in dettaglio dai fisici teorici suoi discendenti. Da questo punto di vista, quindi, l’onda gravitazionale scaturisce da un terremoto scientifico il cui epicentro è molto distante nel tempo. Di fatto, entrambe le più imporanti scoperte scientifiche del nuovo millennio – il bosone di Higgs (di cui ci siamo occupati in varie occasioni [2008, evento 222; 2012, evento 173]) ed ora le onde gravitazionali – sono predizioni abbastanza “antiche”. Questo pone la fisica teorica davanti ad un bivio epocale: con pochi punti di riferimento, in che direzione procedere? Forse un’indicazione potrà venire in futuro proprio da ulteriori avanzamenti tecnologici nella rilevazione delle onde gravitazionali, che potranno affiancare gli attuali strumenti di osservazione astronomica con un nuovo strumento, aprendo la porta ad un nuovo modo di guardare l’Universo.

Queste sono solo alcune delle tante questioni di stampo metodologico che affronteremo al Festival. Domanda chiama domanda ed in un batter d’occhio si arriva fino ai fondamenti stessi del sapere. Il sociologo Harry Collins per trent’anni ha analizzato da vicino la comunità degli scienziati che studiano le onde gravitazionali, come un soggetto d’analisi antropologico, infiltrandosi in LIGO-Virgo per carpirne le dinamiche sociali e soprattutto per capire che cosa in questa comunità ha valore di “verità scientifica”. Scoprendo, per esempio, che il processo tramite cui si arriva ad una scoperta e la distingue da un falso allarme è molto meno platonico di quando ci si potrebbe aspettare: basti dire che si è arrivati a certe decisioni soltanto tramite un voto democratico – proprio il contrario della certezza oggettiva! Dobbiamo allora arrenderci al messaggio post-modernista e decadente che le verità scientifiche sono costrutti sociali senza valore intrinseco? Collins propone una terza via. Per mantenere alti gli standard scientifici e per restituire una buona fama ad un’impresa che nella sua storia aveva vissuto momenti meno gloriosi (i pionieri della ricerca delle onde gravitazionali erano stati tanto visionari quando poco rigorosi e avventati, gettando un’ombra di discredito su tutta la comunità), la collaborazione LIGO-Virgo è arrivata a livelli incredibili di auto-analisi. Il più spettacolare metodo di controllo è quello delle “false iniezioni”, in cui segnali artificiali del tutto analoghi a quelli che ci si potrebbe aspettare da un reale evento cosmico sono stati dati in pasto alla macchina. Fu questo il caso dell’Equinox Event, della cui natura erano al corrente soltanto due persone, e che tenne la collaborazione impegnata per un anno a testare le proprie procedure. L’autorevolezza che in questo modo la collaborazione si è guadagnata ci permette oggi di parlare di effettiva “scoperta” delle onde gravitazionali.

La scoperta delle onde gravitazionali apre quindi scenari e interrogativi su più piani e val la pena soffermarsi su ogni singolo concetto. Lo facciamo quest’anno a Festivaletteratura dedicando un percorso a cui partecipano i membri della collaborazione Eugenio Coccia (Virgo) e Alberto Vecchio (LIGO), l’astrofisico e divulgatore Amedeo Balbi e il sociologo Harry Collins. Il percorso si articola in due eventi [45, 248] - uno dedicato alla fisica dell’esperimento e l’altro agli aspetti più fondazionali - e in tre lavagne [Mercoledi 18.30, Sabato 19.00, Domenica 17.30] dedicate a singoli aspetti tecnici dell’ambito di ricerca di questi scienziati.