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TEORIA DELLA RELATIVITÀ/ Cent’anni di equazioni per spiegare buchi neri e lampi gamma

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Albert Einstein  Albert Einstein
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Con Ruffini ripercorriamo alcuni momenti della storia di questi cento anni di relatività. «Nei primi 50 anni la teoria ha avuto un avvio particolarmente difficile. Da un lato presentava difficoltà matematiche mai incontrate prima: bisognava trattare con un sistema di dieci equazioni differenziali alle derivate parziali in quattro variabili, che erano praticamente insolubili tranne che in casi particolarmente semplici e estremamente idealizzati. Dal punto di vista delle osservazioni sperimentali, i fenomeni interni al nostro Sistema Solare dove si potevano rilevare effetti relativistici consistevano in perturbazioni così piccole che era difficile giustificare gli sforzi per la loro ricerca». Ruffini ricorda i ben noti effetti della precessione del perielio di Mercurio, la deflessione della luce nel passaggio vicino al Sole durante l’eclissi – osservata per la prima volta in Brasile nel maggio 1919 – e infine il red shift gravitazionale, cioè lo spostamento verso il rosso delle linee dello spettro elettromagnetico.

«Nei primi 50 anni in effetti la relatività generale attirò l’attenzione solo di un piccolo numero di matematici, interessati agli aspetti tecnici delle equazioni di campo, ma occupò molto meno i fisici e gli astronomi; solo uno sparuto gruppo di fisici teorici si lasciò affascinare soprattutto dalla sua profondità concettuale e dalla sua eleganza formale: tra questi voglio ricordare Enrico Fermi, Lev Davidovic Landau, Evgenii Mikhailovich Lifshitz e Wolfgang Pauli».

I primi segni premonitori di una nuova fase erano comunque emersi dalla fine degli anni 20, grazie anche alla disponibilità dei grandi telescopi. Ruffini cita le osservazioni di Hubble e le evidenze dell’espansione dell’universo, spiegata poi con la soluzione delle equazioni di Einstein da parte di Alexander Friedman; e poi l’osservazione della Nebulosa del Granchio, residuo dell’esplosione di una supernova nel 1054, osservata a suo tempo dagli astronomi cinesi, coreani e giapponesi. In questo contesto fanno il loro ingresso nuove idee e nuovi protagonisti della scena cosmica, come le nane bianche, le stelle di neutroni e le pulsar.

Infine i buchi neri, alla cui scoperta Ruffini ha contribuito direttamente quando, giovane scienziato lavorava col grande John Archibald Wheeler a Princeton: «Lavoravamo con un gruppo di studenti entusiasti ed eravamo in contatto con i dati che arrivavano dalle missioni della Nasa. In particolare, il lancio del satellite Uhuru aveva permesso a Riccardo Giacconi e al suo gruppo di identificare un gran numero di sistemi binari costituiti da una stella di neutroni e una stella di decine di masse solari. La situazione era pronta per il passo più difficile: la prima identificazione di un buco nero nella nostra galassia». Per la scoperta di Cyg-X1 nella costellazione del Cigno Giacconi vincerà poi il premio Nobel nel 2002 e per l’identificazione di quella sorgente come buco nero Ruffini riceverà nel 1973 il Cressy Morrison Award della Academy of Sciences di New York.



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