“Lasciateci ascoltare l’Universo”. È questo l’appello che Stephen Hawking e altri nove scienziati (tra i quali i premi Nobel John L. Hall e Joseph H. Taylor) hanno rivolto alla Nasa e all’Esa per incoraggiarle a proseguire lo sviluppo della missione Lisa, messa in serio pericolo dai tagli ai fondi per la ricerca decretati dal governo Bush. La lettera è giunta la settimana scorsa a Mary Cleave, l’ex astronauta nominata ad agosto a capo del programma scientifico dell’agenzia spaziale americana. Argomento della missiva è l’appassionata esposizione delle grandi promesse per l’astronomia e la fisica rappresentate da un progetto avveniristico e ambizioso, tanto sotto il profilo scientifico quanto dal punto di vista tecnologico. 

Lisa, acronimo di Laser Interferometry Space Antenna, è un progetto realizzato congiuntamente dalle agenzie spaziali di Stati Uniti ed Europa. Entrambi gli enti l’hanno collocato al centro dei rispettivi programmi scientifici futuri, la Nasa nel piano Beyond Einstein, l’Esa come missione di punta della sua Cosmic Vision. Lisa è finalizzato a indagare un fenomeno per molti versi ancora oscuro, come sono le onde gravitazionali, emesse da ogni corpo dotato di massa in movimento. La prova sperimentale della loro esistenza risale al 1974, quando Joseph Taylor (uno dei firmatari dell’appello) le individuò nel corso dell’osservazione di una pulsar binaria, un sistema stellare composto da due stelle di neutroni in rapida rotazione e in orbita l’una attorno all’altra. Albert Einstein aveva predetto il fenomeno già nel 1916, nell’ambito della teoria della relatività generale. Tuttavia l’osservazione della pulsar binaria di Taylor ha fornito solo una prova indiretta. Osservare direttamente le onde gravitazionali sarà la missione di Lisa.

Composta da tre satelliti in orbita attorno al Sole in formazione

triangolare, distanziati l’uno dall’altro di ben 5 milioni di chilometri, Lisa potrà raccogliere delle misure allo scopo di rilevare questa misteriosa forma di radiazione: studiando il cosmo attraverso la forza che lo domina fin dai suoi primi istanti di vita e indagando sui più esotici fenomeni stellari (a partire dai buchi neri), il programma potrà scrivere una pagina nuova nella storia dell’astronomia. Con lo stesso obiettivo, esistono già, o sono in corso di realizzazione, diversi strumenti terrestri (un progetto italiano del CNR è situato presso Pisa), che però soffrono di una grossa limitazione: la Terra, con la sua presenza, è fonte di un rumore gravitazionale di fondo che inevitabilmente interferisce con la misurazione disturbandone i risultati. Per ovviare a questo inconveniente, occorre allontanarsi dalle grosse aggregazioni di massa, vale a dire spostarsi nello spazio. A differenza dei telescopi tradizionali, che osservano il cosmo mediante le onde elettromagnetiche, Lisa lo ascolterà per mezzo di un interferometro laser in grado di percepire le vibrazioni nella trama dello spazio e del tempo, oscillazioni di ampiezza inferiore al diametro di un atomo (10-10 m), ma con lunghezze d’onda che possono anche superare il milione di chilometri (tre volte circa la distanza media della Terra dalla Luna). “Queste vibrazioni dello spazio-tempo deformato contengono informazioni nuove e senza precedenti” scrive Hawking. “Lisa ascolterà una ricca sinfonia di attività da ogni parte dell’universo. […] Con Lisa, per la prima volta, ascolteremo i suoni dell’universo, ascoltando oggetti che non potranno mai essere visti, come i buchi neri, invisibili perché fatti di spazio-tempo deformato e non di materia”.

Realizzare una costellazione satellitare come quella prevista per Lisa, in cui le distanze reciproche siano perfettamente controllate così come pure la distanza dal Sole e dagli altri pianeti, non è impresa semplice. Per questa ragione presso i laboratori dell’Esa è in fase di preparazione una missione preliminare denominata Lisa Pathfinder, che coinvolge l’Italia in un ruolo di primissimo piano e servirà a dimostrare la fattibilità del progetto lanciandone una versione su scala ridotta. Lisa nutre le enormi speranze degli scienziati, ma è anche un progetto estremamente complesso e costoso. Per quanto il suo sviluppo sia già abbastanza avanzato (Pathfinder dovrebbe partire nel 2009, Lisa nel 2014), sull’impresa gravano le pesanti restrizioni finanziarie che affliggono la ricerca spaziale un po’ dovunque. A risentire dei rigori di bilancio, ovviamente, sono le missione a carattere più schiettamente scientifico, che non attirano l’attenzione dell’opinione pubblica come i proclami sulla conquista di Marte, né hanno quella valenza militare che tanto entusiasma la Casa Bianca, e per questo sono più facili da sacrificare. Come appunto Lisa. È questa la ragione che ha spinto Hawking e colleghi a rivolgersi alla Nasa nero su bianco.

Gli scienziati chiedono che il progetto resti una priorità nell’attività futura dell’agenzia e la loro lettera vibra di quella passione profonda che contraddistingue le imprese mosse da un’onesta e purissima sete di conoscenza. Lisa potrà infatti avere “un impatto immane sulla comprensione dell’universo, delle perturbazioni dello spazio-tempo e delle leggi fondamentali della fisica”, scrive Hawking. “Esplorando il cosmo nelle sue condizioni più estreme, operando letteralmente ai confini dello spazio e del tempo, Lisa permetterà osservazioni entusiasmanti, esaltando la teoria dello spazio-tempo di Einstein in tutta la sua piena e dinamica gloria attraverso le onde generate dai buchi neri in collisione”.