L’Einstein Telescope sarà costruito in Sardegna? La decisione entro il 2024

L’Einstein Telescope sarà costruito in Sardegna? La decisione entro il 2024

Il premio Nobel Giorgio Parisi spiega perché il più grande osservatorio di onde gravitazionali, in grado di guardare indietro nel tempo e ‘avvicinarsi’ al Big Bang, potrebbe essere realizzato nella ex miniera di Sos Enattos, in provincia di Nuoro. Il sito italiano è in competizione con quello individuato nei Paesi Bassi

Giorgio Parisi, premio Nobel per la Fisica e presidente del comitato scientifico per la candidatura del sito italiano, ospite della trasmissione televisiva “Tg3-Fuori Tg”, nel corso della puntata del 28 febbraio scorso, dichiara che il sito italiano ha un’alta probabilità di essere scelto per ospitare il futuro Einstein Telescope perché la scarsissima antropizzazione dell’area soprastante l’ex miniera di Sos Enattos, e la bassa sismicità del luogo, rendono questo sito molto più ‘silenzioso’ dell’altro ‘in gara’, individuato nell’Euroregione Mosa-Reno, tra Paesi-Bassi, Belgio e Germania. Un requisito essenziale per rilevare i deboli segnali generati dalle onde gravitazionali.

Sarà il più potente

L’ET, sarà 100 volte più sensibile degli attuali telescopi in funzione: l’osservatorio Virgo in Italia e le due stazioni gemelle Ligo (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory), negli Stati Uniti, a Livingston in Louisiana, e a Hanford nello stato di Washington, con i quali il 14 settembre 2015 le onde gravitazionali sono state misurate per la prima volta.

Le onde gravitazionali e la Teoria della Relatività Generale

Le onde gravitazionali sono previste dalla Relatività Generale (RG), la teoria elaborata da Albert Einstein e pubblicata nel 1916. Parisi chiarisce che le onde gravitazionali sono analoghe alle increspature che possiamo osservare sulla superficie di uno stagno dopo averci lanciato un sasso. Nel caso delle onde gravitazionali le increspature che si osservano sono le distorsioni dello spazio-tempo causate, ad esempio, dalla fusione di due buchi neri o di due stelle di neutroni. Stiamo parlando di eventi colossali, accaduti centinaia di milioni o miliardi di anni fa, che hanno interessato oggetti super densi, con massa di decine di volte quella del nostro Sole e dimensioni di pochi chilometri.

Come si misurano le onde gravitazionali 

Le onde gravitazionali posso essere rilevate usando gli interferometri: strumenti sensibilissimi che misurano l’interferenza generata da due fasci di luce laser – inizialmente in controfase – generati da una stessa sorgente di luce coerente. I due fasci di luce seguono percorsi diversi, per poi riunirsi prima di raggiungere il rilevatore. Quando i cammini ottici dei due fasci di luce differiscono tra loro l’interferenza genera un segnale. Nel caso degli osservatori come l’ET, il segnale viene rilevato quando si verifica una distorsione dello spazio-tempo, causata dal passaggio dell’onda gravitazionale sul percorso dei due fasci di luce laser.

Gli strumenti del futuro

L’ET apparterrà ai cosiddetti osservatori di onde gravitazionali di terza generazione. Infrastrutture che saranno realizzate a grande profondità nel sottosuolo, e che impiegheranno strumentazione raffreddata a bassissime temperature, sino a 10 kelvin ( -283 gradi centigradi). In questo modo, si vogliono mitigare gli effetti dovuti sia a possibili eventi sismici, sia ai gradienti di massa presenti in superficie oltre a quelli dovuti all’agitazione termica. Tutto ciò allo scopo di ridurre il rumore di fondo che disturba le misure al fine di massimizzare la sensibilità degli strumenti e renderli capaci di registrare eventi accaduti sempre più indietro nel tempo.

Nell’ET, i due fasci laser percorreranno tre bracci lunghi 10 chilometri ciascuno, disposti a triangolo equilatero. Negli osservatori Ligo e Virgo, invece, i fasci laser percorrono due bracci montati a L, con lunghezze pari a quattro chilometri nei due telescopi Ligo, e a tre chilometri nell’osservatorio Virgo.

Le maggiori dimensioni dell’ET gli daranno la capacità di rilevare distorsioni dello spazio inferiori a 10×10−18 metri, dieci milioni di volte più piccole di un atomo d’idrogeno. In tal modo, l’ET potrà osservare segnali generati da eventi accaduti nella cosiddetta Dark Age, appena cento milioni di anni dopo il Big Bang, addirittura prima della formazione delle stelle. Inoltre, la configurazione a triangolo gli permetterà di discriminare contemporaneamente entrambe le polarizzazioni delle onde gravitazionali previste dalla RG.

I finanziamenti

Il progetto del Telescopio Einstein è stato finanziato dalla Commissione europea con circa 2 miliardi di euro, nell’ambito del Framework Programme 6 (FP6) (2004) e Framework Programme 7 (FP7) (2008).  Si stima che per la realizzazione di ET saranno creati circa 35 mila nuovi posti di lavoro e impiegate alcune centinaia di ricercatori, con un ritorno economico di circa 78 milioni di euro per il Paese che lo ospiterà.

In Italia, lo scorso febbraio, il ministro dell’Università e della Ricerca Anna Maria Bernini ha annunciato che il consorzio ETIC (Einstein Telescope Infrastructure Consortium), costituito e finanziato nell’ambito del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza, sosterrà la candidatura del nostro Paese alla realizzazione dell’ET, con un investimento di 50 milioni di euro nei prossimi 30 mesi. Inoltre, la Regione Sardegna, che ha già investito circa 3,5 milioni di euro nei laboratori SAR-GRAV, per svolgere gli studi preliminari necessari alla caratterizzazione del sito che potrebbe ospitare l’ET, ha preso un impegno formale con il Governo per stanziare 350 milioni di euro, da aggiungere al finanziamento statale che sarà di circa 1 miliardo nel caso in cui l’ET sarà realizzato nella ex miniera di Sos Enattos.

I tempi di realizzazione

I lavori per la costruzione dell’ET dovrebbero iniziare entro il 2026 ed essere conclusi dopo dieci, quindici anni.

Saranno eseguite in Sardegna le prime osservazioni delle onde gravitazionali generate in prossimità del Big Bang?