La teoria della relatività (prima ristretta e poi generale) nasce tra il 1905 e il 1915: dieci anni durante i quali Albert Einstein  porta a termine  una vera e propria rivoluzione  nell’ambito  della  fisica.  Spazio  e  tempo  non  sono  più  elementi  distinti  ma  insieme  danno  vita  ad  un  campo,  il campo gravitazionale.  E di qui arriviamo ai risultati più eclatanti degli studi di Einstein: la deflessione dei raggi di luce che passano accanto a corpi massivi, l’anticipazione della struttura dei buchi neri, l’esistenza delle onde gravitazionali, osservate direttamente da LIGO solo nel 2015.        

Alla teoria di Einstein è dedicato il libro di Leonard Susskind, scienziato noto per l’elaborazione della teoria delle stringhe, e di André Cabannes, professore di matematica al MIT, “Relatività generale – il minimo indispensabile per fare della (buona) fisica” (Cortina Editore, 411 pagg., 29 euro) .              Il libro è l’adattamento di un corso (un Programma di Formazione Continua) tenuto per alcuni anni da Susskind a Stanford per un pubblico di adulti, corso seguito tra gli altri (studiosi di fisica a livello universitario e postuniversitario) da Cabannes che, conquistato dall’esposizione di Susskind, decise di affiancare lo scienziato nella messa a punto del testo. Va da sé con questa premessa che il testo è essenzialmente rivolto a una platea molto selezionata, che abbia nozioni di fisica e matematica notevolmente avanzate.

Si parte con il principio di equivalenza e con l’analisi tensoriale per poi addentrarsi nella geometria riemanniana e nello spazio di Minkowski, territori impraticabili per un lettore medio. Con molta pazienza quest’ultimo potrà trovare spunti comunque interessanti, al di là di formule e di equazioni inavvicinabili, nei capitoli dedicati ai buchi neri: scoprirà che una volta oltrepassato l’orizzonte dl buco nero non ci sarà più modi di uscirne: si precipiterà sempre più giù fino ad essere distrutti. L’unica possibilità, teorica, sarebbe di superare la velocità della luce, il che è impossibile. Altra informazione sorprendente: i buchi neri non si vedono, possiamo solo riconoscere i fenomeni dovuti alla presenza del buco nero, dai quali dedurre la sua esistenza. E ancora: il più grande buco nero conosciuto ha una massa di circa 10 alla nona masse solari, una dimensione inimmaginabile. Eppure la fusione di due buchi di queste dimensioni avverrebbe in soli venti minuti.

Il libro si chiude con un capitolo dedicato alle onde gravitazionali di cui la scienza ha avuto conferma solo nel 2015. Le onde gravitazionali rivelate sono state prodotte nell’ultima frazione di secondo del processo di fusione di due buchi neri, di massa equivalente a circa 29 e 36 masse solari, in un unico buco nero ruotante più massiccio di circa 62 masse solari: le 3 masse solari mancanti al totale della somma equivalgono all’energia emessa durante il processo di fusione dei due buchi neri, sotto forma di onde gravitazionali. I due buchi neri, prima di fondersi, hanno spiraleggiato, per poi scontrarsi a una velocità di circa 150.000 km/s, la metà della velocità della luce. Il processo di fusione dei due buchi neri responsabile delle onde gravitazionali rivelate è un evento accaduto a 410 megaparsec da noi, e risale quindi a quasi un miliardo e mezzo di anni fa, quando sulla Terra facevano la loro comparsa le prime cellule evolute in grado di utilizzare l’ossigeno. Come ci ricorda Susskind “le onde gravitazionali, che sono vibrazioni dello spazio-tempo, di permetteranno di rilevare s studiare eventi che hanno avuto luogo prima del momento in cui l’universo è diventato trasparente”.