La scienza globale

Il 17 agosto scorso, il segnale dello scontro tra due stelle di neutroni è stato ascoltato e studiato dai laboratori di tutto il mondo, in un gigantesco sforzo di collaborazione planetaria in tempo reale

All’inizio del Novecento un tipico laboratorio scientifico entrava comodamente in una stanza o in un garage. Dopo soli 50 anni, nel 1961, il fisico Alain Weinberg coniò il fortunato termine Big Science, per indicare che in alcuni campi di ricerca, come le alte energie e lo spazio, c’era stato un cambiamento di scala: i laboratori erano diventati grandi, sofisticati e gestiti da gruppi di ricerca di dieci o più persone.

Ma non era che l’inizio: nei decenni successivi sono arrivati gli enormi acceleratori di particelle, con dimensioni fino a decine di chilometri come quello del Cern a Ginevra, che attirano migliaia di ricercatori e ingegneri da tutte le nazioni. Anche gli investimenti sono cresciuti a dismisura: oggi si parla di miliardi di euro per i progetti più ambiziosi.

Il premio Nobel certifica gli spettacolari risultati raggiunti grazie a queste collaborazioni: nel 2013 venne premiata la ricerca in fisica fondamentale, con la scoperta della particella di Higgs, la cui evidenza è stata ottenuta tramite gli esperimenti Atlas e Cms al Cern di Ginevra. Quest’anno è stata la volta dell’astrofisica, con la rilevazione delle onde gravitazionali generate dalla fusione di due buchi neri, grazie agli strumenti Ligo (Usa) e Virgo (Italia).

Qual sarà il prossimo passo? In realtà è già avvenuto. Lo dimostra un articolo, appena uscito su Astrophysical Journal Letters, che descrive come lo scorso 17 agosto 2017 sia stato rilevato il segnale relativo allo scontro tra due stelle di neutroni (corpi tra i più densi dell’universo) che si sono fuse nella galassia NGC4993, a 130 milioni di anni luce dalla Terra. Perché è così importante questo articolo?

fusione di due stelle di neutroni

Basta osservare due cose: la lista dei 3500 scienziati che hanno contribuito alla scoperta occupa 24 pagine! Questi ricercatori appartengono a quasi tutte le nazioni del mondo, dalle più grandi come Usa, Europa, Cina e Russia, alle più piccole come Namibia, Marocco e Colombia. In pratica sono state coinvolte centinaia e centinaia di istituzioni scientifiche nel mondo.

Non solo, ma questi scienziati non operano su una sola macchina, come nel Cern di Ginevra: l’evento cosmico è stato ascoltato e registrato da 3 interferometri gravitazionali, 3 osservatori di neutrini, 11 telescopi per raggi gamma, 5 telescopi per raggi X, 12 telescopi ad infrarosso, 16 radiotelescopi, e 38 telescopi ottici. In pochi giorni tutta la rete mondiale di osservatori è stata allertata e coinvolta in un gigantesco sforzo che ha permesso di analizzare l’evento da molteplici punti di vista: gravitazionale, elettromagnetico e ottico.

La ricerca nell’universo è così diventata multi-messaggero, cioè si cercano e si acquisiscono segnali di tutti i tipi disponibili, al fine di avere una comprensione completa del fenomeno in esame. È un modo completamente nuovo di fare scienza. Nel caso della fusione delle due stelle di neutroni, la rete planetaria di strumenti (sia nello spazio che a Terra) si è coordinata in tempo reale con più di 500 osservazioni compiute nell’arco di un mese! In Italia sono stati coinvolti decine di dipartimenti universitari e strutture dell’Istituto di Fisica Nucleare, dell’Istituto Nazionale di Astrofisica e dell’Agenzia Spaziale Italiana.

Non sembri esagerata al lettore questa enfasi. Siamo veramente di fronte ad un salto di qualità che segnerà la ricerca fondamentale nei prossimi anni. La scienza è diventata globale. Uno sforzo titanico e unitario della famiglia umana.

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