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Scienze

Esplorando l’Universo con lenti gravitazionali

Piero Rosati, Università di Ferrara

Una delle previsioni più suggestive della teoria della Relatività Generale di Einstein, formulata nel 1915, è che le masse nell’Universo deformano lo spazio-tempo intorno a loro, così che anche la luce segue delle traiettorie curve attorno a esse.
Questa previsione teorica fu verificata clamorosamente nel 1919  quando, durante un’eclisse solare, fu misurato lo spostamento delle stelle proiettate dietro il lembo solare. Tuttavia, neanche Einstein era riuscito a immaginare che la capacità delle grandi masse di agire come lenti gravitazionali, in grado di piegare la luce in modo analogo alle ordinarie lenti d’ingrandimento, sarebbe diventato un secolo dopo uno dei mezzi d’indagine più potenti per lo studio della struttura dell’Universo, rivelando la distribuzione di materia che lo pervade, la sua geometria e, in ultima analisi, la sua età. È anche con le lenti gravitazionali che oggi possiamo rivelare la presenza di enormi sacche di materia oscura nell’Universo, capire che questa domina il contenuto della sua massa totale e che è di natura diversa da quella ordinaria e luminosa, fatta di atomi.
Il telescopio spaziale Hubble ha giocato un ruolo centrale nello studio e sfruttamento delle lenti gravitazionali, grazie alla nitidezza delle sue immagini. I fenomeni più spettacolari si osservano guardando nella direzione delle lenti naturali più potenti, quali galassie massicce o ammassi di galassie: le immagini di galassie distanti allora si trasformano in archi estesi e formano spesso immagini multiple, dei veri e propri miraggi gravitazionali. Inoltre, le immagini di queste galassie sono amplificate ed ingrandite di 10 anche 100 volte da questi telescopi cosmici, che combinati con i nostri dallo spazio e da Terra, ci permettono di scoprire oggetti sempre più deboli, guardando indietro 13 miliardi di anni, alla ricerca delle prime stelle nell’Universo.
Durante la conferenza, Piero Rosati descrive inoltre anche il percorso che ha portato alla scoperta di un gran numero di ammassi di galassie negli ultimi 20 anni, dalle quali si possono selezionare le lenti gravitazionali migliori per esplorare l’Universo.

13 dicembre 2017 | Sala Azzurra