Dopo sette anni di lavoro, il satellite ASI ha prodotto dati rilevanti per verificare la teoria della relatività di Einstein

04 Dicembre 2019

di Simone Pirrotta – ASI, Unità Esplorazione ed Osservazione dell’Universo

Base di lancio della Guyana Francese ore 7:00 del mattino del 13 febbraio 2012: il vettore VEGA, europeo ma con un cuore italiano, si stacca dalla rampa di lancio con a bordo il satellite LARES dell’Agenzia Spaziale Italiana. Sette anni e un gran numero di misure dopo, come previsto, il satellite ha fornito dati sufficienti per importanti verifiche della teoria della relatività di Einstein.

La teoria di Einstein, che insieme alla meccanica quantistica, è una delle due grandi rivoluzioni della fisica del ventesimo secolo, è stata verificata da numerosi esperimenti ma nessuno è finora riuscito ad unificarle tra loro con successo. Inoltre, le recenti scoperte legate alla cosmologia e fisica fondamentale come l’accelerazione nell’espansione dell’Universo, che è stata associata alla misteriosa energia oscura o a teorie alternative alla relatività, hanno generato un rinnovato interesse a conferme sempre più precise della teoria gravitazionale di Einstein. Così, dopo la misura diretta delle onde gravitazionali dell’osservatorio LIGO e la precisissima conferma del principio di equivalenza ottenuta con il satellite MICROSCOPE del CNES, è stato il satellite LARES dell’ASI a fornire di recente i dati per due nuove conferme della teoria di Einstein.

La prima, pubblicata pochi giorni fa sulla prestigiosa rivista European Physical Journal C riguarda la precisa conferma di un affascinante fenomeno previsto dalla relatività: il gravitomagnetismo. Questo fenomeno è l’analogo nella teoria di Einstein del magnetismo dell’elettrodinamica ma mentre quest’ultimo è dovuto alle correnti elettriche, il gravitomagnetismo è generato da correnti di masse come la Terra che ruota, correnti che curvano ulteriormente lo spaziotempo. Il LARES ha confermato e misurato questo fenomeno con un errore vicino all’uno per cento, valore mai raggiunto prima. Tra gli autori della pubblicazione c’è Roger Penrose, uno dei padri della teoria dei buchi neri, maestro e collaboratore di Steven Hawking.

La seconda conferma, pubblicata pochi giorni fa sull’altra prestigiosa rivista Nature Scientific Reports, è quella del principio di equivalenza di Galilei che è alla base della teoria gravitazionale di Einstein; afferma che tutti i corpi cadono verso il basso con la stessa accelerazione. Grazie al LARES il principio di equivalenza è stato verificato con un errore di una parte su un miliardo. Questo errore, anche se molto più grande rispetto a quello dell’esperimento MICROSCOPE, è stato ottenuto per la prima volta su materiali mai usati prima, e ad una distanza mai sperimentata prima ovvero circa diecimila chilometri dal centro della Terra.

Il prof. Ignazio Ciufolini, responsabile scientifico dell’esperimento LARES, primo autore e ideatore delle due recenti pubblicazioni, attende ora i dati del LARES 2, il nuovo satellite di ASI il cui lancio è previsto nel 2020 e che fornirà dati per ulteriori conferme e indagini scientifiche relativistiche. Una volta in orbita, LARES 2 sarà il satellite la cui posizione sarà misurata con maggiore precisione rispetto ad ogni altro esistente: infatti è atteso un errore nella misura della sua distanza inferiore al millimetro, mentre orbita a circa seimila chilometri di quota dalla superficie terrestre. Questa estrema precisione sarà ottenuta grazie anche alla stazione di telemetria laser satellitare MLRO del Centro di Geodesia Spaziale dell’ASI di Matera, tra le più avanzate al mondo.

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