Onde gravitazionali spiegate ai bambini

Onde gravitazionali

Vi siete mai chiesti perché le persone dall'altra parte del mondo non cadono? Nel XVII secolo, un uomo chiamato Isaac Newton trovò una risposta: la gravità. Newton spiegò che la gravità è una forza che attrae tutti i corpi dotati di massa. La gravità è responsabile di tenere i piedi per terra e di mantenere la Terra e tutti gli altri pianeti del nostro sistema solare nelle loro orbite intorno al Sole.

In tempi più recenti, Albert Einstein ha proposto un'altra idea di cosa sia la gravità. La teoria della gravità di Einstein, nota come teoria della relatività generale. Questa teoria suggerisce che la gravità è in realtà la curvatura del tessuto dell'Universo, noto come "spaziotempo", intorno agli oggetti. Per esempio, una stella molto pesante deforma lo spazio intorno a sé, provocando un profondo pozzo nel tessuto e attirando tutto ciò che si avvicina troppo. Si può immaginare come una palla di cannone che deforma la superficie di un trampolino. Un oggetto molto più leggero curverebbe molto meno la superficie del trampolino: una piuma farebbe appena un'ammaccatura.

Sorgenti di onde gravitazionali

Un'onda gravitazionale è un'increspatura invisibile (ma incredibilmente veloce) nello spazio. Le onde gravitazionali viaggiano alla velocità della luce (186.000 miglia al secondo). Al loro passaggio, queste onde schiacciano e stirano qualsiasi cosa si trovi sul loro cammino.

Einstein aveva previsto che quando due corpi, come pianeti o stelle, orbitano l'uno intorno all'altro, accade qualcosa di speciale. Egli riteneva che questo tipo di movimento potesse causare increspature nello spazio. Queste increspature si diffonderebbero come le increspature di uno stagno quando si lancia un sasso. Gli scienziati chiamano queste increspature dello spazio onde gravitazionali.

Le onde gravitazionali sono invisibili. Tuttavia, sono incredibilmente veloci. Viaggiano alla velocità della luce (186.000 miglia al secondo). Le onde gravitazionali schiacciano e stirano qualsiasi cosa si trovi sul loro cammino al loro passaggio.

Ma questi tipi di oggetti che creano onde gravitazionali sono molto lontani. E a volte questi eventi causano solo piccole e deboli onde gravitazionali. Le onde sono quindi molto deboli quando raggiungono la Terra. Questo rende le onde gravitazionali difficili da rilevare.

Rilevamento delle onde gravitazionali

Gli scienziati hanno rilevato le onde gravitazionali. Il capo astronomo del Franklin Institute, Derrick Pitts, spiega perché questa scoperta è importante per voi.Un'impressione d'artista delle onde gravitazionali generate da stelle binarie di neutroni.Crediti: R. Hurt/Caltech-JPL

Nel 1916, Albert Einstein pubblicò il suo monumentale lavoro sulla teoria generale della relatività. Tra le tante cose, la teoria prevedeva l'esistenza di onde di energia gravitazionale, generate dai fenomeni più energetici dell'universo, tra cui stelle di neutroni in rapida rotazione e buchi neri in collisione. Egli teorizzò che le onde gravitazionali si sarebbero propagate in tutto l'universo, trasportando informazioni vitali sui fenomeni che le avevano generate. Da allora, i ricercatori hanno messo a punto strumenti per cercare di rilevare le incredibilmente deboli "increspature nello stagno cosmico" prodotte da grandi eventi energetici.

Non riuscite a capire cosa siano le onde gravitazionali? Pensate che sono proprio come le increspature sulla superficie di uno stagno che si creano quando si lascia cadere un sasso nell'acqua.    Proprio come l'acqua, le increspature mostrano l'energia del sasso che passa attraverso l'acqua.  Le onde gravitazionali mostrano l'energia di un'enorme collisione galattica mentre si muove nello spaziotempo. Né l'acqua né lo spaziotempo si muovono realmente. Anzi, si dice che lo spaziotempo si "distorce" al passaggio dell'energia. Questa nuova scoperta è epocale, proprio come l'uso del telescopio per l'astronomia da parte di Galileo ha aperto nuovi orizzonti di scoperta. Gli astronomi dovrebbero ora essere in grado di aggiungere un nuovo livello di comprensione sul funzionamento dell'universo grazie alla raccolta di nuovi dati con i rilevatori di onde gravitazionali.

Onde gravitazionali Ligo

Negli ultimi anni sono state fatte tante scoperte e scoperte scientifiche entusiasmanti. Di recente, l'attenzione si è concentrata sulla conferma delle onde gravitazionali, teorizzate da Einstein un secolo fa. La domanda che mi pongo come educatore è sempre quella di come condividere con gli studenti questi importanti progressi della scienza.

Come si fa a spiegare un concetto come quello delle onde gravitazionali ai giovanissimi? Soprattutto se si devono leggere diversi articoli sull'argomento per avere la sensazione di averlo capito? Buone notizie: non è così. Non sto dicendo che i bambini piccoli non siano in grado di apprendere concetti difficili, né che la scienza non sia una parte importante dell'educazione della prima infanzia e delle elementari. Tuttavia, sto dicendo che la cosa più importante quando si insegna ai bambini negli anni che precedono la scuola media è gettare solide basi nelle scienze, in modo che possano afferrare tutti questi fantastici progressi scientifici quando li leggeranno nei loro futuri libri di testo.

Quando ero specialista in scienze per la scuola dell'infanzia fino alla sesta classe, spesso mi sentivo rispondere incredula: "Insegni scienze ai bambini di 3 e 4 anni?!?", come se l'idea fosse folle. Sì, lo faccio, e si tratta di un gioco e di una scoperta. Credo che molte persone sentano parlare di scienza e pensino solo a camici da laboratorio e becchi Bunsen. Quando si insegna a questo livello, si costruiscono le basi da cui gli studenti attingeranno negli anni più avanzati della loro formazione. La scienza a questa età ha molto a che fare con la formazione della comprensione del mondo che li circonda.