di Marco Milano
E’ stato uno dei progetti più lunghi della Nasa. Questa settimana, gli scienziati della missione Gravity Probe B, la sonda lanciata nel 2004, hanno annunciato i risultati, pubblicati sulla rivista “Physical Review Letters”, che confermano due previsioni teoriche della teoria della Relatività di Albert Einstein: l’effetto geodetico, cioè l’avvolgimento dello spazio-tempo attorno ad una massa gravitazionale, e l’effetto di trascinamento, che influisce sempre sullo spazio-tempo, trascinato da copri in rotazione. Francis Everett, fisico dell’Università di Stanford, a capo della ricerca, ha provato a spiegare l’effetto osservato dalla sonda “Immaginando la Terra come immersa nel miele. Quando il pianeta ruota su sé stesso, o nel suo moto attorno al Sole, nel miele intorno si formano dei vortici. Quel miele è lo spazio-tempo”. Secondo la teoria di Einstein, gli effetti di questo miele cosmico sono legati al fatto che il moto dei corpi celesti segue le increspature dello spazio-tempo, deformato dalla gravità.
Per ottenere questi risultati, son stati utilizzati 4 giroscopi – dispositivi ideati nell’800 per lo studio sulla rotazione terrestre che mantengono inalterato il proprio asse di rotazione rispetto ad una direzione fissa – ad alta precisione con una sensibilità del milliarcosecondo, che corrisponde a poter misurare lo spessore di un foglio di carta ad una distanza di 150 km. Come riferimento è stata considerata IM Pegasi, una stella singola in rotazione polare attorno alla terra. La Teoria della Relatività viene oggi accettata come una legge fondamentale della scienza moderna, dando per scontata la sua validità. Questo nonostante la sua verifica sperimentale sia di difficile attuazione, la misura dei suoi effetti richiede degli sviluppi e sforzi tecnologici molto complessi, ancora non completamente maturi. La prima prova sperimentale arrivò nel 1919 grazie agli studi dell’Astronomo inglese Arthur Eddington sulla deviazione gravitazionale della luce, fotografando le stelle attorno al sole durante un’eclisse solare – circostanza ideale per osservare l’effetto con gli strumenti disponibili all’epoca. E’ del 1959 l’idea di un progetto molto più sofisticato, proposto da George Pugh, docente del MIT di Boston, che si basava tuttavia sull’uso di un sistema di giroscopi molto avanzato, ancora non disponibile in quegli anni. La Nasa avrebbe poi iniziato a pianificare la realizzazione di quel progetto nell’autunno del 1963
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Dopo decenni impiegati per sviluppare la giusta tecnologia, tra le più all’avanguardia, e per evitare fattori ambientali di disturbo per la sonda prevista – come, ad esempio, le influenze del campo magnetico, le variazioni termiche, l’attrito aereodinamico – la sonda Gravity Probe B è stata lanciata il 20 aprile 2004. Già nel 1976 un’altra missione, denominata Gravity Probe A aveva utilizzato un orologio atomico a circa 10000 km di distanza nello spazio, trovando una conferma riguardo la previsione teorica che la gravità rallenta lo scorrere del tempo.
Il contributo della Gravity Probe B rafforza ulteriormente due delle più profonde previsioni di Einstein sullo spazio e il tempo, con inedite prove sperimentali. “La missione GP-B contribuisce in modo sostanziale non solo alla conoscenza della Teoria della relatività, ma anche in termini più generali” – ha dichiarato Ed Weiler, amministratore associato per le missioni scientifiche della NASA. Il successo del progetto che, dopo un anno di raccolta dati, ne ha richiesti cinque per le analisi, rappresenta infatti una grande conquista con un impatto prevedibile a lungo termine su tutto il lavoro dei fisici. Diverse sono le innovazioni tecnologiche, inoltre, che hanno permesso di migliorare, ad esempio, le tecnologie GPS. I dati sull’effetto di trascinamento hanno anche permesso di realizzare una serie di satelliti molto complessi, come il Gravity Recovery ed il Climate Experiment della NASA, o l’ Ocean Circulation Explorer, della ESA. Questi satelliti forniscono misure di alta precisione sull’esatta forma della terra e sulla relazione tra la circolazione delle masse oceaniche e i pattern climatici.
