What the discovery of gravitational waves means | Allan Adams

Traduttore: Massimo Bidussi Revisore: Matthieu Panicucci

1.3 billion years ago,

Un miliardo e trecento milioni di anni fa,

in a distant, distant galaxy,

in una galassia lontana, molto lontana,

two black holes locked into a spiral,

due buchi neri entrarono in una spirale,

falling inexorably towards each other

cominciando a cadere inesorabilmente uno sull'altro

and collided,

fino a collidere,

converting three Suns' worth of stuff

convertendo la massa di tre soli

into pure energy in a tenth of a second.

in energia pura in un decimo di secondo.

For that brief moment in time,

Per quel brevissimo istante,

the glow was brighter than all the stars

la luce fu più brillante che tutte le stelle

in all the galaxies

di tutte le galassie

in all of the known Universe.

in tutto l'universo conosciuto.

It was a very

Era davvero

big

il big

bang.

bang.

But they didn't release their energy in light.

Ma non rilasciarono la loro energia come luce.

I mean, you know, they're black holes.

Cioè, sapete, sono buchi neri.

All that energy was pumped into the fabric of space and time itself,

Tutta quell'energia fu scagliata nel tessuto dello spazio-tempo,

making the Universe explode in gravitational waves.

facendo esplodere l'universo in onde gravitazionali.

Let me give you a sense of the timescale at work here.

Lasciate che vi dia un senso al lasso di tempo di cui si parla.

1.3 billion years ago,

1,3 miliardi di anni fa,

Earth had just managed to evolve multicellular life.

sulla Terra si era appena evoluta la forma multicellulare.

Since then, Earth has made and evolved

Da allora, sulla Terra si sono creati ed evoluti

corals, fish, plants, dinosaurs, people and even -- God save us -- the Internet.

coralli, pesci, piante, dinosauri, persone e -- Dio ci salvi -- internet.

And about 25 years ago,

E circa 25 anni fa,

a particularly audacious set of people --

un gruppo di persone particolarmente audaci --

Rai Weiss at MIT, Kip Thorne and Ronald Drever at Caltech --

Rai Weiss al MIT, Kip Thorne e Ronald Drever al Caltech --

decisero che sarebbe stato davvero opportuno

decided that it would be really neat

to build a giant laser detector

costruire un rivelatore laser gigante

with which to search for the gravitational waves

con cui andare in cerca delle onde gravitazionali

from things like colliding black holes.

formate da cose come la collisione di buchi neri.

Now, most people thought they were nuts.

Ora, la maggior parte delle persone pensava che erano pazzi.

But enough people realized that they were brilliant nuts

Ma abbastanza persone realizzarono che erano pazzi visionari

e la US National Science Foundation decise di finanziare

that the US National Science Foundation decided to fund their crazy idea.

la loro folle idea.

So after decades of development,

Così dopo decine d'anni di sviluppo,

construction and imagination

costruzione e immaginazione

and a breathtaking amount of hard work,

e un'enorme quantità di duro lavoro,

they built their detector, called LIGO:

costruirono questo rilevatore chiamato LIGO:

The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory.

Osservatorio Interferometro Laser di Onde Gravitazionali.

For the last several years,

Negli ultimi anni,

LIGO's been undergoing a huge expansion in its accuracy,

LIGO ha migliorato tantissimo la sua precisione,

a tremendous improvement in its detection ability.

un incredibile miglioramento nella sua capacità di detenzione.

It's now called Advanced LIGO as a result.

Ora come risultato è chiamato Advanced LIGO.

In early September of 2015,

Agli inizi di settembre 2015,

LIGO turned on for a final test run

LIGO fu preparato per un ultimo test

while they sorted out a few lingering details.

mentre venivano sistemati gli ultimi dettagli.

And on September 14 of 2015,

E il 14 settembre 2015,

just days after the detector had gone live,

giusto un paio di giorni prima che il rilevatore fosse acceso,

the gravitational waves from those colliding black holes

le onde gravitazionali formatesi nella collisione di questi buchi neri

passed through the Earth.

hanno attraversato la Terra.

And they passed through you and me.

E sono passate attraverso voi e me.

And they passed through the detector.

E sono passate attraverso il rilevatore.

(Audio) Scott Huges: Ci sono due momenti nella mia vita

(Audio) Scott Hughes: There's two moments in my life

more emotionally intense than that.

con emozioni più intense di questo.

One is the birth of my daughter.

Uno è stato la nascita di mia figlia.

The other is when I had to say goodbye to my father when he was terminally ill.

L'altro è stato quando ho dovuto dire addio a mio padre malato.

You know, it was the payoff of my career, basically.

Sapete, è stata la ricompensa per la mia carriera, in pratica.

Everything I'd been working on -- it's no longer science fiction! (Laughs)

Tutto quello per cui ho lavorato -- non è più solo science fiction! (Risate)

Allan Adams: So that's my very good friend and collaborator, Scott Hughes,

Allan Adams: Questo è il mio buon amico e collaboratore, Scott Huges,

a theoretical physicist at MIT,

fisico teorico al MIT,

who has been studying gravitational waves from black holes

che ha studiato le onde gravitazionali dei buchi neri

and the signals that they could impart on observatories like LIGO,

e i segnali che vengono captati da osservatori quali LIGO,

for the past 23 years.

negli ultimi 23 anni.

So let me take a moment to tell you what I mean by a gravitational wave.

Fatemi spiegare bene cosa intendo quando parlo di onde gravitazionali.

A gravitational wave is a ripple

Un' onda gravitazionale è un'ondulazione

in the shape of space and time.

nello spazio-tempo.

As the wave passes by,

Come l'onda passa,

it stretches space and everything in it

allunga lo spazio e tutto quello che c'è

in one direction,

in una direzione,

and compresses it in the other.

mentre comprime nell'altra direzione.

This has led to countless instructors of general relativity

Questo ha portato a un numero infinito di insegnanti di relatività generale

doing a really silly dance to demonstrate in their classes on general relativity.

a fare una danza davvero ridicola per fare dimostrazioni in classe

"It stretches and expands, it stretches and expands."

sulla relatività generale.

"Si espande e comprime, si espande e comprime."

Quindi il problema con le onde gravitazionali

So the trouble with gravitational waves

is that they're very weak; they're preposterously weak.

è che sono molto deboli; sono incredibilmente deboli.

For example, the waves that hit us on September 14 --

Per esempio, le onde che ci hanno colpito il 14 settembre --

and yes, every single one of you stretched and compressed

e sì, ognuno di voi si è allungato e compresso

under the action of that wave --

sotto l'effetto di queste onde --

when the waves hit, they stretched the average person

quando le onde ci hanno colpito, hanno allungato una persona media

by one part in 10 to the 21.

di una parte su 10 elevato alla 21.

That's a decimal place, 20 zeroes,

Cioè è un decimale, 20 zeri

and a one.

e poi un uno.

That's why everyone thought the LIGO people were nuts.

Questo è perché ognuno pensava che la gente del LIGO fosse pazza.

Even with a laser detector five kilometers long -- and that's already crazy --

Anche con un rilevatore laser lungo 5 km -- e questa è già pazzia --

they would have to measure the length of those detectors

avrebbero dovuto misurare la lunghezza di questi rilevatori

to less than one thousandth of the radius of the nucleus

di meno di un millesimo del raggio del nucleo

of an atom.

di un atomo.

And that's preposterous.

E questo è assurdo.

So towards the end of his classic text on gravity,

Quindi quasi alla fine del suo saggio classico sulla gravità,

LIGO co-founder Kip Thorne

il co-fondatore del LIGO Kip Thorne

described the hunt for gravitational waves as follows:

descriveva la caccia per le onde gravitazionali così:

He said, "The technical difficulties to be surmounted

lui diceva, " I problemi tecnici da affrontare

in constructing such detectors

nel costruire questi rilevatori

sono enormi.

are enormous.

But physicists are ingenious,

Ma i fisici sono ingegnosi,

and with the support of a broad lay public,

e con il supporto di un vasto pubblico,

all obstacles will surely be overcome."

tutti gli ostacoli saranno sicuramente superati."

Thorne published that in 1973,

Thorne pubblicò questo nel 1973,

42 years before he succeeded.

42 prima di avere successo.

Now, coming back to LIGO,

Ora, tornando a LIGO,

Scott likes to say that LIGO acts like an ear

a Scott piace dire che LIGO funziona come un orecchio

more than it does like an eye.

più che come un occhio.

I want to explain what that means.

Voglio spiegarvi che cosa significa.

Visible light has a wavelength, a size,

La luce visibile ha una lunghezza d'onda, una misura,

that's much smaller than the things around you,

che è molto più piccola delle cose intorno a voi,

the features on people's faces,

delle caratteristiche di una faccia,

the size of your cell phone.

delle dimensioni di un cellulare.

And that's really useful,

E questo è davvero utile,

because it lets you make an image or a map of the things around you,

perché si può tracciare un'immagine o una mappa delle cose intorno a noi,

by looking at the light coming from different spots

guardando la luce che arriva da parti diverse

in the scene about you.

sulla scena intorno a noi.

Sound is different.

Il suono è diverso.

Audible sound has a wavelength that can be up to 50 feet long.

I suoni udibili hanno una lunghezza d'onda che può essere lunga 15 metri.

And that makes it really difficult --

E questo rende veramente difficile --

in fact, in practical purposes, impossible -- to make an image

in realtà, in pratica, impossibile -- fare un'immagine

of something you really care about.

di qualcosa che ci interessa.

Your child's face.

La faccia del tuo bambino.

Instead, we use sound to listen for features like pitch

Invece, usiamo i suoni per ascoltare caratteristiche come il tono

and tone and rhythm and volume

e il timbro, il ritmo e il volume

per comprendere una storia dietro ai suoni.

to infer a story behind the sounds.

Questa è Alice che parla.

That's Alice talking.

That's Bob interrupting.

Questo è Bob che interrompe.

Silly Bob.

Stupido Bob.

So, the same is true of gravitational waves.

Quindi, la stessa cosa è vera per le onde gravitazionali.

We can't use them to make simple images of things out in the Universe.

Non possiamo usarle per fare semplici immagini di cose nell'universo.

But by listening to changes

Ma sentendo i cambiamenti

in the amplitude and frequency of those waves,

nell'ampiezza e frequenza di queste onde,

we can hear the story that those waves are telling.

possiamo sentire la storia che queste onde stanno raccondando.

And at least for LIGO,

E almeno per LIGO,

the frequencies that it can hear are in the audio band.

le frequenze che possono essere sentite sono nella banda dell'udibile.

Quindi se convertiamo gli schemi delle onde in onde di pressione e aria,

So if we convert the wave patterns into pressure waves and air, into sound,

in suoni, possiamo letteralmente sentire l'universo che ci parla.

we can literally hear the Universe speaking to us.

Per esempio, ascoltando la gravità, proprio in questo modo,

For example, listening to gravity, just in this way,

può dirci molto sulle collisioni dei due buchi neri,

can tell us a lot about the collision of two black holes,

something my colleague Scott has spent an awful lot of time thinking about.

qualcosa su cui il mio collega Scott ha passato un mucchio di tempo a pensare.

(Audio) SH: If the two black holes are non-spinning,

(Audio) SH: Se i due buchi neri non stanno girando,

you get a very simple chirp: whoop!

si sente un semplice cinguettio: whoop!

If the two bodies are spinning very rapidly, I have that same chirp,

Se i due corpi stanno ruotando rapidamente, sento lo stesso cinguettio,

but with a modulation on top of it,

ma modulato in maniera diversa,

so it kind of goes: whir, whir, whir!

una cosa tipo: whir, whir, whir!

It's sort of the vocabulary of spin imprinted on this waveform.

È una specie di vocabolario della rotazione impressa sulle onde.

AA: So on September 14, 2015,

AA: Quindi il 14 settembre 2015,

a date that's definitely going to live in my memory,

una data fissata nella mia memoria,

LIGO heard this:

LIGO ha sentito questo:

[Whirring sound]

[Ronzio]

So if you know how to listen, that is the sound of --

Quindi se sai come ascoltare, questo è il suono di --

(Audio) SH: ... two black holes, each of about 30 solar masses,

(Audio) SH:...due buchi neri, ognuno di circa 30 soli come massa,

that were whirling around at a rate

che stavano vorticando intorno a un ritmo

comparable to what goes on in your blender.

compatibile a quello del vostro frullatore.

AA: It's worth pausing here to think about what that means.

AA: Vale la pena fermarsi qua a pensare a cosa significa.

Two black holes, the densest thing in the Universe,

Due buchi neri, la cosa più densa dell'universo,

one with a mass of 29 Suns

uno della massa di 29 soli

and one with a mass of 36 Suns,

e l'altro della massa di 36 soli,

whirling around each other 100 times per second

vorticando uno sull'altro 100 volte al secondo

before they collide.

prima che collidano.

Just imagine the power of that.

Provate a immaginare la potenza di questo.

It's fantastic.

È incredibile.

And we know it because we heard it.

E lo conosciamo perché lo abbiamo sentito.

That's the lasting importance of LIGO.

Questa è l'importanza di LIGO.

It's an entirely new way to observe the Universe

È un modo interamente nuovo

di osservare l'universo

that we've never had before.

che non avevamo prima.

It's a way that lets us hear the Universe

È un modo che ci permette di ascoltare l'universo

and hear the invisible.

e sentire l'invisibile.

And there's a lot out there that we can't see --

E ci sono molte cose là fuori che non possiamo vedere --

in practice or even in principle.

in pratica o perfino in teoria.

So supernova, for example:

Una supernova, per esempio:

I would love to know why very massive stars explode in supernovae.

Io vorrei sapere perché enormi stelle esplodono come supernovae.

They're very useful;

Sono molto utili;

we've learned a lot about the Universe from them.

abbiamo imparato molto sull'universo grazie a loro.

The problem is, all the interesting physics happens in the core,

Il problema è che tutte le cose fisiche interessanti succedono nel nucleo,

and the core is hidden behind thousands of kilometers

e il nucleo è nascosto dietro a migliaia di kilometri

of iron and carbon and silicon.

di ferro e carbone e silicio.

We'll never see through it, it's opaque to light.

Non vedremo mai attraverso di esso, non è trasparente.

Gravitational waves go through iron as if it were glass --

Onde gravitazionali vanno oltre al ferro come se fosse vetro --

totally transparent.

completamente trasparente.

The Big Bang: I would love to be able to explore

Il Big Bang: vorrei essere in grado di esplorare

the first few moments of the Universe,

i primi istanti dell'universo,

but we'll never see them,

ma non li vedremo mai,

because the Big Bang itself is obscured by its own afterglow.

perché lo stesso Big Bang è nascosto dal suo stesso bagliore.

With gravitational waves,

Con le onde gravitazionali,

we should be able to see all the way back to the beginning.

dovremmo riuscire a vedere ogni cosa indietro fino al principio.

Perhaps most importantly,

Forse ancora più importante,

sono sicuro che ci sono cose là fuori

I'm positive that there are things out there

that we've never seen

che non vedremo mai,

that we may never be able to see

che non riusciremo mai a vedere

and that we haven't even imagined --

e che non abbiamo neanche immaginato --

things that we'll only discover by listening.

cose che scopriremo solo ascoltando.

And in fact, even in that very first event,

E infatti, anche al principio delle cose,

LIGO found things that we didn't expect.

LIGO ha trovato cose che non ci aspettavamo.

Here's my colleague and one of the key members of the LIGO collaboration,

Qua c'è il mio collega e uno dei membri chiave di LIGO,

Matt Evans, mio collega al MIT, cercando le risposte esattamente a questo:

Matt Evans, my colleague at MIT, addressing exactly that:

(Audio) Matt Evans: The kinds of stars which produce the black holes

(Audio) Matt Evans: I tipi di stelle che producono buchi neri

that we observed here

che abbiamo osservato qui

are the dinosaurs of the Universe.

sono i dinosauri dell'universo.

They're these massive things that are old, from prehistoric times,

Sono queste cose enormi che vengono dal passato, da tempi preistorici,

and the black holes are kind of like the dinosaur bones

e i buchi neri sono come le ossa dei dinosauri

with which we do this archeology.

con cui facciamo archeologia.

So it lets us really get a whole nother angle

Quindi ci lasciano avere una prospettiva totalmente diversa

on what's out there in the Universe

su quello che c'è là fuori nell'universo

and how the stars came to be, and in the end, of course,

e come le stelle si formano, e alla fine, ovviamente,

how we came to be out of this whole mess.

come ci siamo formati noi stessi partendo da questo caos.

AA: Our challenge now

AA: La nostra sfida ora

is to be as audacious as possible.

è di essere il più audaci possibili.

Thanks to LIGO, we know how to build exquisite detectors

Grazie a LIGO, sappiamo come costruire ottimi rilevatori

that can listen to the Universe,

che possono ascoltare l'Universo

to the rustle and the chirp of the cosmos.

fino ai fruscii e cinguettii del cosmo.

Our job is to dream up and build new observatories --

Il nostro lavoro è sognare e costruire nuovi osservatori --

a whole new generation of observatories --

un tipo totalmente nuovo di osservatori --

on the ground, in space.

sulla terra, nello spazio.

I mean, what could be more glorious than listening to the Big Bang itself?

Cioè, cosa potrebbe essere più incredibile

che ascoltare lo stesso Big Bang?

Our job now is to dream big.

Il nostro lavoro ora è di sognare in grande.

Dream with us.

Sognate con noi.

Thank you.

Grazie

(Applause)

(Applausi)