GLOC, IL GRAVITATIONAL-WAVE LUNAR OBSERVATORY FOR COSMOLOGY

Onde gravitazionali, un osservatorio sulla Luna

Presentato il primo concept design per un osservatorio di onde gravitazionali sulla Luna, che consentirebbe di analizzare fusioni di buchi neri, stelle di neutroni e possibili candidati per la materia oscura entro quasi il 70 per cento dell'intero volume osservabile dell'universo, con una sensibilità attualmente senza precedenti. Tutti i dettagli su Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

     23/07/2021
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Concept design del Gravitational-wave Lunar Observatory for Cosmology sulla superficie della Luna. Crediti: Karan Jani

Mentre continua il lavoro di ricerca e sviluppo per l’Einstein Telescope e stanno accelerando gli studi per la caratterizzazione dei due siti candidati a ospitarlo (uno dei quali ricordiamo essere in Italia, nel nord-est della Sardegna), l’astrofisico Karan Jani della Vanderbilt University – insieme a Avi Loeb, professore di scienze all’Università di Harvard e autore di diversi bestseller divulgativi – ha proposto il primo concept design per un osservatorio di onde gravitazionali sulla Luna.

L’esperimento, chiamato Gravitational-Wave Lunar Observatory for Cosmology (Gloc), sfrutta l’ambiente lunare e l’orbita geocentrica per analizzare fusioni di buchi neri, stelle di neutroni e possibili candidati per la materia oscura entro quasi il 70 per cento dell’intero volume osservabile dell’universo. La sua sensibilità consentirebbe una finestra unica nella calibrazione delle supernove di tipo Ia, permetterebbe di determinare la velocità di espansione dell’universo fino a redshift z ~ 3 e testerebbe la relatività generale e la cosmologia Lambda-Cdm fino a z ~ 350. «Grazie alle condizioni naturali sulla Luna, abbiamo dimostrato che uno degli spettri di onde gravitazionali più impegnativi, che finora sembra impossibile da misurare dalla Terra o dallo spazio, può essere misurato meglio dalla superficie lunare», spiega Jani.

«La Luna offre un contesto ideale per l’osservatorio di onde gravitazionali definitivo, poiché non presenta un’atmosfera e un rumore sismico evidente, che sulla Terra dobbiamo mitigare a caro prezzo negli interferometri laser», afferma Loeb. «Un osservatorio lunare garantirebbe una sensibilità senza precedenti per scoprire sorgenti non ancora previste e che potrebbero informarci dell’esistenza di una nuova fisica. Gloc potrebbe essere il gioiello nella corona della scienza sulla superficie lunare».

Questo studio arriva nell’era di Artemis della Nasa, che si propone di inviare la prima donna e il prossimo uomo sulla Luna già nel 2024. Anche le aziende aerospaziali private, tra cui SpaceX e BlueOrigin, proprio in questi giorni stanno alimentando con i loro successi un nuovo slancio alla pianificazione di un’ambiziosa infrastruttura scientifica sulla superficie della Luna.

«Nei prossimi anni, speriamo di sviluppare una missione esplorativa sulla Luna per testare le tecnologie di Gloc», conclude Jani. «A differenza delle missioni spaziali che durano solo pochi anni, il grande vantaggio di un investimento in Gloc è che l’infrastruttura stabilisce una base permanente sulla Luna da cui possiamo studiare l’universo per generazioni, letteralmente per l’intero secolo». Attualmente l’osservatorio è solo teorico, ma Jani e Loeb stanno ricevendo un forte sostegno dalla comunità internazionale delle onde gravitazionali.

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