Da oltre tre anni cerchiamo di comprendere cosa rappresenti davvero Einstein Telescope per il territorio sardo, non solo sul piano scientifico ma anche ambientale, economico e sociale. Nel confronto con il professor Domenico D’Urso, responsabile nazionale della comunità scientifica di ET, emerge un progetto costruito attorno a una pianificazione estremamente avanzata: infrastrutture pensate per ridurre l’impatto, monitoraggi continui, studi geologici e ambientali, compensazioni, sostenibilità energetica e integrazione con il territorio.
L’impianto descritto appare solido, dettagliato e tecnicamente coerente. Eppure, proprio dentro questa architettura progettuale così rigorosa, restano aperte alcune questioni centrali per le comunità locali.
Tra queste, una delle più delicate riguarda la reale compatibilità tra l’infrastruttura e il territorio abitato: quali saranno concretamente i limiti imposti alle attività future? Quale sarà l’impatto effettivo sul sistema idrogeologico del Monte Albo? Come verranno gestiti, per quasi un decennio, il traffico pesante di milioni e milioni di metri cubi di materiale di scavo? E soprattutto: quanto di ciò che oggi viene descritto come “compatibile” è già definito nero su bianco e quanto invece sarà valutato successivamente?
Resta inoltre aperta una questione centrale: il rapporto tra ET e i vincoli territoriali previsti dalla normativa regionale collegata alla tutela del sito. Perché se da un lato viene escluso qualsiasi scenario di allontanamento della popolazione residente, dall’altro la disciplina introdotta attorno all’area di Sos Enattos prevede già limitazioni e procedure autorizzative speciali per attività considerate incompatibili con il funzionamento dell’osservatorio. È proprio sull’estensione concreta di questi vincoli e sui loro effetti futuri sul territorio che continuano a emergere dubbi e richieste di chiarimento.
È in questo spazio, tra le rassicurazioni progettuali e le risposte ancora non definitive, che si gioca una parte decisiva della credibilità pubblica dell’intero progetto. Perché la questione non riguarda soltanto la portata scientifica di ET, ma anche il rapporto di fiducia tra istituzioni, ricerca e comunità che vivono quei territori.
Ringraziamo il professor D’Urso per la disponibilità e per il contributo offerto a un dibattito che, proprio per la complessità e la portata dell’opera, richiede il massimo livello di trasparenza e approfondimento.
Professor D’Urso, sulla carta Einstein Telescope (ET) promette un salto di sensibilità di almeno un ordine di grandezza rispetto al Virgo e Ligo. In termini concreti, quali nuove classi di sorgenti diventeranno osservabili sistematicamente grazie a ET, in maniera continuativa?
Sì, il salto di qualità è di almeno un ordine di grandezza, anche se la differenza non è sempre la stessa. Il segnale che si vede, che si ascolta, ha un intervallo di frequenze: ci sono frequenzedove questo salto di qualità sarà di un ordine di grandezza e ci sono frequenze dove questo salto di qualità, quello che si proverà a fare come salto di qualità, invece arriva fino a cinque ordini digrandezza. Ciò dipende dalle frequenze: ascoltare le onde gravitazionali è un po’ come percepire dei suoni, e questi suoni hanno delle frequenze caratteristiche che sono legate ai fenomeni che producono le onde. Con gli attuali strumenti vediamo solo degli oggetti compatticome i buchi neri, che si fondono tra di loro, in particolare con delle masse che sono per lo più al di sotto delle 100 masse solari, buchi neri generalmente tra i 30 e i 60 volte il Sole ognuno; è capitato solo una volta di vedere una coppia di stelle di neutroni – stelle estremamente pesanti in cui il materiale che le costituisce è praticamente solo nucleo. Di questi eventi di stelle di neutroni ne è stato osservato solo uno (Giusto per precisare: con gli attuali rivelatori abbiamo osservato soprattutto fusioni di buchi neri. L’unico evento di fusione di stelle di neutroni osservato finora anche con una controparte elettromagnetica chiara è GW170817, nel 2017; esistono anche altri eventi candidati ma senza una contro parte elettromagnetica). Qual è il punto? Il punto è che i rilevatori attuali vedono fino a una certa distanza, invece i rilevatorifuturi come Einstein Telescope estendono di 1000 volte il volume osservabile, quindi osservanoquasi tutto l’universo, quasi tutta la dimensione dell’universo attuale e questo allarga lo spettro di quello che si potrebbe osservare in termini statistici. Quello che si va a fare con ET è una statistica molto più ampia sulle sorgenti dell’universo locale, quindi molti più eventi di adesso.Con l’attuale sensibilità i rivelatori attuali, Virgo di Cascina e LIGO negli Stati Uniti, osservano un evento ogni tre giorni, tra i due e i tre giorni – qualche settimana fa è stato fermato il run scientifico per procedere ad altre operazioni, fino a quando c’era il run scientifico il rate di eventi era unevento ogni due o tre giorni.
In conclusione, il salto di qualità è enorme perché se adesso vediamo un certo numero dieventi, con ET riusciamo a fare statistica sull’universo locale, quindi a studiare tutte le sorgenti dell’universo locale. A questo si aggiunge la capacità di guardare molto lontano, che vuol dire molto indietro nel tempo, dove adesso non si può arrivare. Guardare molto indietro nel tempo e guardare molto lontano aprono lo scenario ad eventi che adesso non possiamo vedere e che speriamo di vedere. Potremo per esempio vedere onde gravitazionali legate a buchi neri primordiali, cioè formati nei primi istanti dell’universo, non attraverso una catena di evoluzione stellare ma alle origini della materia. C’è da aggiungere che in questo momento abbiamo una sensibilità limitata, perché l’ambito è tra virgolette nuovo, questa è una scienza che viene da tanti anni di sperimentazioni ma è diventata effettiva con i primi dati solamente nel 2015, perché è solamente nel 2015 che è stato visto il primo evento. Riassumendo, con la sensibilitàattuale alcune cose non si possono vedere. Con ET noi speriamo di riuscire a vedere, peresempio, quello che si chiama il fondo stocastico delle onde gravitazionali, cioè un segnale diffuso prodotto dalla sovrapposizione di molte sorgenti astrofisiche non risolte e, potenzialmente, da processi avvenuti nell’universo primordiale.
Dunque Ligo e Virgo non sono in grado di fare questo salto?
Esatto, in questo momento non hanno la sensibilità per riuscire a farlo. Con ET invece speriamo di riuscire ad averla, così come ET dovrebbe riuscire a vedere, per esempio, le onde gravitazionali generate da supernove a collasso del nucleo, se il collasso presenta sufficienti asimmetrie nella distribuzione e nel moto della massa.
Anche questo tipo di supernova dovrebbe produrre delle onde, che in questo momento noi non siamo capaci di vedere. Inoltre, proprio relativamente alle supernove, noi finora abbiamo vistoun unico evento multimessaggero, cioè un evento in cui uno stesso fenomeno è stato visto sia con un segnale gravitazionale che con un segnale legato a un altro portatore di informazioni, la radiazione. Con questo evento, osservato nel 2017, si dice sia nata l’astronomia multimessaggera. Con ET questi eventi dovrebbero essere, si spera, la normalità, e questo èfondamentale: l’evento osservato nel 2017 ha rivelato che moltissimi modelli cosmologici non funzionavano. Con un solo evento sono stati esclusi una varietà di modelli cosmologici, modelli teorici che si aspettavano un certo scenario e predicevano un certo numero di cose: avere uncerto numero di dati, non un solo evento, ma tanti eventi, permetterebbe di capire molte più cose da questo punto di vista e quindi aprirebbe alla possibilità di comprendere scenari legatialla costante cosmologica, all’energia oscura. In questo momento noi vediamo le onde gravitazionali che vengono fuori dallo scontro di questi oggetti, però non riusciamo a capire bene i dettagli, per esempio, della materia in cui questi oggetti si scontrano, delle “nuvole” in cui il fenomeno avviene, quindi per esempio materia circostante, dischi di accrescimento o altri contributi deboli che potrebbero modificare in modo sottile la forma d’onda. Quindi non siamo sensibili a quelli che si chiamano effetti di ambiente. Inoltre ET – ed è una specifica unica di ET rispetto agli altri fratelli, agli altri esperimenti – si estende alle basse frequenze, fino, si spera, adue hertz. Per questo sarà una “macchina cosmologica” e permetterà di studiare più lontano, divedere quelli che si chiamano buchi neri di massa intermedia, cioè buchi neri con masse solari superiori a 100. Sono delle tipologie di eventi che noi in questo momento intravediamo: neabbiamo visti solamente un paio, quindi sappiamo che esistono (invece prima si pensava addirittura che entro certi range non ci fossero, invece noi abbiamo visto che esistono e liintravediamo). Con ET si potrebbero studiare direttamente. Inoltre, essere in grado di fare una rilevazione a più bassa frequenza significherebbe cominciare a vedere per esempio i due buchi neri o le due stelle di neutroni che ruotano una intorno all’altra molto prima rispetto al momento del loro impatto; questo significherebbe capire molti più dettagli su quella che è la deformazione, e quindi la relatività generale legata al moto delle masse, e capire molti più dettagli su quello che sta avvenendo, per non parlare del fatto che una maggiore sensibilità permette anche di vedere il dopo dell’esplosione. Per darle un’idea, quando è stato visto ilprimo evento nel 2015 noi abbiamo osservato questi buchi neri che si sono scontrati, e adesso, a distanza di 10 anni più o meno abbiamo avuto la possibilità di verificare sperimentalmente che i due buchi neri dopo che si sono “presi a cazzotti” l’uno con l’altro hanno dato vita a un buco nero che ha un’area che copre un’area visibile più grande: era una delle previsioni di Hawking.
Andrea Caldart
Con la collaborazione di Elisa Gestri
Foto copertina: immagine generata dall’AI
