Gabriela González: How LIGO discovered gravitational waves (with English subtitles) | TED

Traduttore: Elisabetta Siagri Revisore: Anna Cristiana Minoli

A little over 100 years ago, in 1915,

Poco più di cento anni fa,

nel 1915,

Einstein published his theory of general relativity,

Einstein pubblicò la sua teoria della relatività generale,

which is sort of a strange name,

che è un nome un po' strano,

but it's a theory that explains gravity.

ma questa è una teoria che spiega la gravità.

It states that mass -- all matter, the planets -- attracts mass,

Dice che le masse -- tutta la materia, i pianeti -- si attraggono

not because of an instantaneous force, as Newton claimed,

non perché li attragga una forza istantanea, come diceva Newton,

but because all matter -- all of us, all the planets --

ma perché tutta la materia -- tutti noi, tutti i pianeti --

wrinkles the flexible fabric of space-time.

accartocciano la tela flessibile dello spazio-tempo.

Space-time is this thing in which we live and that connects us all.

Lo spazio-tempo è questo in cui viviamo

e che ci collega tutti.

It's like when we lie down on a mattress and distort its contour.

È come quando ci stendiamo su un materasso

e deformiamo il materasso.

The masses move -- again, not according to Newton's laws,

E le masse si muovono, di nuovo, non secondo le leggi di Newton,

but because they see this space-time curvature

ma perché vedono la curvatura dello spazio-tempo

and follow the little curves,

e seguono queste curve,

just like when our bedmate nestles up to us

così come quando il nostro partner

si avvicina a noi a causa delle curve del materasso.

because of the mattress curvature.

(Laughter)

(Risate)

A year later, in 1916,

Un anno dopo, nel 1916,

Einstein derived from his theory

Einstein derivò dalla sua teoria

that gravitational waves existed,

che esistevano le onde gravitazionali.

and that these waves were produced when masses move,

Queste erano il prodotto dei movimenti delle masse

like, for example, when two stars revolve around one another

come, ad esempio, quando due stelle girano

una intorno all'altra,

and create folds in space-time which carry energy from the system,

e provocano pieghe nello spazio-tempo

che tolgono energia al sistema e le stelle si avvicinano.

and the stars move toward each other.

However, he also estimated

Comunque, calcolò anche

che questi effetti erano tanto tanto tanto piccoli

that these effects were so minute,

that it would never be possible to measure them.

che non si sarebbero mai potuti misurare.

I'm going to tell you the story of how,

Vi racconterò come, con il lavoro di centinaia di scienziati

with the work of hundreds of scientists working in many countries

che hanno lavorato in tanti paesi per molti decenni,

over the course of many decades,

just recently, in 2015,

poco tempo fa, nel 2015,

we discovered those gravitational waves for the first time.

abbiamo scoperto quelle onde gravitazionali

per la prima volta.

It's a rather long story.

È una storia abbastanza lunga.

It started 1.3 billion years ago.

Iniziò 1300 milioni di anni fa.

A long, long time ago,

Tanto, tanto tempo fa,

in a galaxy far, far away --

in una galassia molto molto lontana --

(Laughter)

(Risate)

two black holes were revolving around one another --

c'erano due buchi neri

che giravano uno intorno all'altro,

"dancing the tango," I like to say.

mi piace dire che "ballavano un tango",

It started slowly,

che iniziò lento,

but as they emitted gravitational waves,

però man mano che emettevano onde gravitazionali,

they grew closer together, accelerating in speed,

si avvicinavano, acceleravano,

until, when they were revolving at almost the speed of light,

finché, girando quasi alla velocità della luce,

they fused into a single black hole

si fusero in un solo buco nero

that had 60 times the mass of the Sun,

che aveva 60 volte la massa del sole

but compressed into the space of 360 kilometers.

però compattata in 360 chilometri.

That's the size of the state of Louisiana,

La stessa superficie della Louisiana,

where I live.

dove vivo.

This incredible effect produced gravitational waves

Questo effetto incredibile produsse delle onde gravitazionali

that carried the news of this cosmic hug to the rest of the universe.

che trasmisero il messaggio di questo abbraccio cosmico

al resto dell'universo.

It took us a long time to figure out the effects of these gravitational waves,

Ci è voluto molto tempo per scoprire l'effetto di queste onde gravitazionali,

because the way we measure them is by looking for effects in distances.

perché quello che fanno, il modo in cui le misuriamo,

è cercando effetti nelle distanze.

We want to measure longitudes, distances.

Noi vogliamo misurare longitudini, distanze.

When these gravitational waves passed by Earth,

Quando queste onde gravitazionali sono passate per la Terra,

which was in 2015,

e si è verificato nel 2015,

they produced changes in all distances --

hanno cambiato tutte le distanze,

the distances between all of you, the distances between you and me,

le distanze tra voi, le distanze tra voi e me,

our heights --

le nostre altezze --

every one of us stretched and shrank a tiny bit.

tutti ci allunghiamo e ci rimpiccioliamo un po'.

The prediction is that the effect is proportional to the distance.

La previsione è che l'effetto sia proporzionale alla distanza.

But it's very small:

Però è piccolissimo:

even for distances much greater than my slight height,

anche per distanze molto più grandi rispetto alla mia poca altezza,

the effect is infinitesimal.

l'effetto è infinitesimale.

For example, the distance between the Earth and the Sun

Ad esempio, la distanza tra la Terra e il Sole

changed by one atomic diameter.

è cambiata di un diametro atomico.

How can that be measured?

E come si può calcolare?

How could we measure it?

Come abbiamo potuto misurarlo?

Fifty years ago,

Cinquant'anni fa,

some visionary physicists at Caltech and MIT --

c'erano dei fisici visionari al Caltech e al MIT,

Kip Thorne, Ron Drever, Rai Weiss --

Kip Thorne, Ron Drever, Rai Weiss,

thought they could precisely measure distances

che pensavano si potessero misurare le distanze in modo preciso

using lasers that measured distances between mirrors

usando dei laser che misurassero le distanze tra specchi

che stavano a chilometri di distanza.

kilometers apart.

It took many years, a lot of work and many scientists

Ci sono voluti molti anni e molto lavoro e molti scienziati

to develop the technology and develop the ideas.

per elaborare la tecnologia, per elaborare le idee,

And 20 years later,

e vent'anni dopo,

almost 30 years ago,

circa trent'anni fa, più di venti,

they started to build two gravitational wave detectors, two interferometers,

si è iniziato a costruire due rivelatori di onde gravitazionali,

degli interferometri,

in the United States.

negli Stati Uniti,

Each one is four kilometers long;

ognuno lungo quattro chilometri.

one is in Livingston, Louisiana,

Uno si trova in Louisiana,

a Livingston, nel cuore di un bellissimo bosco;

in the middle of a beautiful forest,

and the other is in Hanford, Washington,

l'altro a Hanford, Washington,

nello stato di Washington, in mezzo al deserto.

in the middle of the desert.

The interferometers have lasers

In questi interferometri ci sono laser che viaggiano dal centro,

that travel from the center through four kilometers in-vacuum,

lungo quattro chilometri di vuoto,

are reflected in mirrors and then they return.

si riflettono in degli specchi e ritornano,

e stiamo misurando la differenza di distanza

We measure the difference in the distances

between this arm and this arm.

tra questo braccio e questo braccio.

These detectors are very, very, very sensitive;

E questi rivelatori sono molto molto molto sensibili,

they're the most precise instruments in the world.

sono gli strumenti più precisi del mondo.

Why did we make two?

Perché ne abbiamo fatti due?

It's because the signals that we want to measure come from space,

Perché i segnali che vogliamo misurare vengono dallo spazio,

sono quelli che vogliamo misurare,

but the mirrors are moving all the time,

però gli specchi si muovono in continuazione,

so in order to distinguish the gravitational wave effects --

quindi per distinguere gli effetti -- le onde gravitazionali,

which are astrophysical effects and should show up on the two detectors --

che sono effetti astrofisici e deve apparire nei due rivelatori,

we can distinguish them from the local effects,

possiamo distinguerli dagli effetti locali,

which appear separately, either on one or the other.

che appaiono diversi, nell'uno e nell'altro.

In September of 2015,

Nel settembre 2015,

we were finishing installing the second-generation technology

stavamo finendo di installare la seconda generazione tecnologica

in the detectors,

in questi rivelatori,

and we still weren't at the optimal sensitivity that we wanted --

ma ancora non avevamo la sensibilità precisa che desideriamo --

we're still not, even now, two years later --

ancora non l'abbiamo,

nonostante siano passati due anni,

but we wanted to gather data.

però volevamo già raccogliere dei dati.

We didn't think we'd see anything,

Non pensavamo di vedere qualcosa,

but we were getting ready to start collecting a few months' worth of data.

ma ci stavamo preparando per iniziare a raccogliere dei dati per alcuni mesi.

And then nature surprised us.

E la natura ci sorprese.

On September 14, 2015,

Il 14 settembre 2015,

we saw, in both detectors,

abbiamo visto nei rivelatori

a gravitational wave.

un'onda gravitazionale.

In both detectors, we saw a signal

Nei due rivelatori abbiamo visto un segnale

with cycles that increased in amplitude and frequency

con dei cicli che crescevano in ampiezza e frequenza

and then go back down.

e poi decadevano,

And they were the same in both detectors.

ed erano gli stessi nei due rivelatori.

They were gravitational waves.

Erano onde gravitazionali.

And not only that -- in decoding this type of wave,

E non solo, decodificando questa forma d'onda,

we were able to deduce that they came from black holes

potevamo dedurre che provenivano da buchi neri

fusing together to make one,

che si erano fusi in uno solo,

more than a billion years ago.

più di mille milioni di anni fa.

And that was --

E quello fu --

(Applause)

(Applausi)

that was fantastic.

Fu fantastico.

At first, we couldn't believe it.

All'inizio non potevamo crederci.

We didn't imagine this would happen until much later;

Si pensava che avrebbe dovuto succedere

un bel po' di tempo dopo.

it was a surprise for all of us.

Fu una sorpresa per tutti.

It took us months to convince ourselves that it was true,

Ci sono voluti mesi per convincerci che era sicuro,

because we didn't want to leave any room for error.

perché non volevamo che ci fosse alcun errore.

But it was true, and to clear up any doubt

Ma era sicuro,

e per eliminare ogni dubbio

that the detectors really could measure these things,

sul fatto che i rivelatori potessero davvero misurare queste cose,

in December of that same year,

nel dicembre dello stesso anno, abbiamo misurato un'altra onda

we measured another gravitational wave,

smaller than the first one.

più piccola della prima.

The first gravitational wave produced a difference in the distance

La prima onda gravitazionale ha prodotto una differenza di distanza

of four-thousandths of a proton

di quattro millesimi di protone,

over four kilometers.

su quattro chilometri.

Yes, the second detection was smaller,

Sì, la seconda rilevazione è stata minore

but still very convincing by our standards.

ma comunque molto convincente per i nostri standard.

Despite the fact that these are space-time waves and not sound waves,

Nonostante queste siano onde di spazio-tempo,

non onde di suono,

we like to put them into loudspeakers and listen to them.

a noi piace metterle sugli altoparlanti e ascoltarle.

We call this "the music of the universe."

La chiamiamo "la musica dell'universo".

I'd like you to listen to the first two notes of that music.

E vorrei farvi ascoltare la prime due note

di questa musica.

(Chirping sound)

(Sibilo)

(Chirping sound)

(Sibilo)

The second, shorter sound was the last fraction of a second

La seconda, la più corta, è stata l'ultima frazione di secondo

of the two black holes which,

di questi due buchi neri

in that fraction of a second, emitted vast amounts of energy --

che in questa frazione di secondo hanno emesso tantissima energia --

so much energy, it was like three Suns converting into energy,

molta energia -- come quella di tre soli che si convertono in energia

following that famous formula,

seguendo la famosa formula,

E = mc2.

E=mc2.

Remember that one?

Ve la ricordate?

We love this music so much we actually dance to it.

Questa musica, in realtà, ci piace moltissimo,

la balliamo,

I'm going to have you listen again.

perciò ve la faccio risentire.

(Chirping sound)

(Sibilo)

(Chirping sound)

(Sibilo)

It's the music of the universe!

È la musica dell'universo!

(Applause)

(Applausi)

People frequently ask me now:

Molto spesso la gente mi chiede:

"What can gravitational waves be used for?

A cosa servono le onde gravitazionali?

And now that you've discovered them, what else is there left to do?"

E adesso che le avete scoperte,

cosa resta da fare?

What can gravitational waves be used for?

A cosa servono le onde gravitazionali?

When they asked Borges, "What is the purpose of poetry?"

Quando chiesero a Borges:

"A cosa serve la poesia?"

he, in turn, answered,

Lui, a sua volta, chiese:

"What's the purpose of dawn?

"A cosa serve l'alba?

What's the purpose of caresses?

A cosa servono le carezze?

What's the purpose of the smell of coffee?"

A cosa serve l'odore del caffè?"

He answered,

E poi rispose:

"The purpose of poetry is pleasure; it's for emotion, it's for living."

"La poesia serve per il piacere, per l'emozione, per vivere."

And understanding the universe,

E capire l'universo,

this human curiosity for knowing how everything works,

questa curiosità umana di sapere come funziona tutto

is similar.

è la stessa cosa.

Since time immemorial, humanity -- all of us, everyone, as kids --

L'umanità, da tempo immemore,

e tutti noi, tutti voi da bambini,

when we look up at the sky for the first time and see the stars,

quando si guarda il cielo per la prima volta

e si vedono le stelle, ci si chiede:

we wonder,

"What are stars?"

"Cosa sono le stelle?"

That curiosity is what makes us human.

Questa curiosità è quello che ci rende umani.

And that's what we do with science.

E questo è quello che facciamo con la scienza.

We like to say that gravitational waves now have a purpose,

Ci piace dire

che le onde gravitazionali sono già utili,

because we're opening up a new way to explore the universe.

perché stiamo scoprendo un nuovo modo di esplorare l'universo.

Until now, we were able to see the light of the stars

Fino ad ora, abbiamo potuto vedere la luce delle stelle

via electromagnetic waves.

attraverso le onde elettromagnetiche.

Now we can listen to the sound of the universe,

Adesso possiamo ascoltare il suono dell'universo

even of things that don't emit light, like gravitational waves.

anche di cose che non emettono luce, come le onde gravitazionali.

(Applause)

(Applausi)

Thank you.

Thank you.

(Applause)

(Applausi)

But are they useful?

Ma serviranno solo per questo?

Can't we derive any technology from gravitational waves?

Non si ricava nessuna tecnologia da queste onde gravitazionali?

Yes, probably.

Forse sì.

But it will probably take a lot of time.

Ma ci vorrà probabilmente molto tempo.

We've developed the technology to detect them,

Abbiamo sviluppato una tecnologia per rilevarle,

but in terms of the waves themselves,

ma le onde stesse, forse si scoprirà tra cent'anni

maybe we'll discover 100 years from now that they are useful.

che servono a qualcosa.

But it takes a lot of time to derive technology from science,

Ma ci vuole molto tempo per ricavare una tecnologia dalla scienza

and that's not why we do it.

e non lo facciamo per questo.

All technology is derived from science,

Tutta la tecnologia deriva dalla scienza,

but we practice science for the enjoyment.

ma la scienza la facciamo

per il piacere.

What's left to do?

Cosa ci resta da fare?

A lot.

Moltissimo.

A lot; this is only the beginning.

Moltissimo. Questo è appena l'inizio.

As we make the detectors more and more sensitive --

Man mano che sviluppiamo dei rivelatori più sensibili --

and we have lots of work to do there --

e ci resta ancora molto da fare --

not only are we going to see more black holes

non solo potremo vedere più buchi neri,

and be able to catalog how many there are, where they are

ma potremo catalogarli per sapere quanti sono, dove sono,

and how big they are,

quanto sono grandi,

we'll also be able to see other objects.

ma potremo vedere anche altri oggetti.

We'll see neutron stars fuse and turn into black holes.

Vedremo la fusione di stelle di neutroni,

che si trasformano in un buco nero.

We'll see a black holes being born.

Vedremo nascere un buco nero.

We'll be able to see rotating stars in our galaxy

Vedremo stelle rotanti nella nostra galassia

produce sinusoidal waves.

che producono onde sinusoidali.

We'll be able to see explosions of supernovas in our galaxy.

Potremo vedere esplosioni di supernove nella nostra galassia.

We'll be seeing a whole spectrum of new sources.

Tutto uno spettro di nuove origini che potremo vedere.

We like to say

Ci piace dire

that we've added a new sense to the human body:

che abbiamo aggiunto un nuovo senso al corpo umano:

now, in addition to seeing,

ora, oltre a vedere,

we're able to hear.

possiamo sentire.

This is a revolution in astronomy,

Questa è una rivoluzione in astronomia,

like when Galileo invented the telescope.

come quando Galileo inventò il telescopio,

It's like when they added sound to silent movies.

o come quando al cinema muto si aggiunse il sonoro.

This is just the beginning.

Questo è solo l'inizio.

We like to think

Ci piace pensare

that the road to science is very long -- very fun, but very long --

che il cammino della scienza è molto lungo --

molto divertente, ma molto lungo --

and that we, this large, international community of scientists,

e questa grande comunità internazionale di scienziati che lavorano in squadra

working from many countries, together as a team,

da molto paesi, tutti insieme,

are helping to build that road;

stiamo aiutando a costruire questa strada,

that we're shedding light -- sometimes encountering detours --

mettendo luci,

a volte incontrando delle deviazioni,

and building, perhaps,

e costruendo, forse,

a highway to the universe.

un'autostrada per l'universo.

Thank you.

Grazie.

(Applause)

(Applausi)