Le lenti gravitazionali

Contrariamente a quello che l'intuito ci suggerisce, la luce emessa da una sorgente non viaggia sempre esattamente in linea retta dal punto in cui è stata generata fino a noi. Infatti, su scale astronomiche, la traiettoria dei raggi luminosi può essere deviata quando essi passano relativamente vicino ad un corpo celeste veramente massiccio. Questo concetto è conosciuto come effetto di lente gravitazionale e venne formulato scientificamente per la prima volta da Einstein quasi cento anni fa. Da allora si sono ottenute diverse conferme tramite osservazioni astronomiche alcune delle quali particolarmente spettacolari.

L'immagine qui di fianco mostra un ammasso di galassie (Abell 2218) osservato dal telescopio spaziale Hubble. Grazie alla superba definizione di questa immagine, si possono notare diversi oggetti luminosi aventi forma d'arco. Si tratta di galassie i cui raggi luminosi hanno subito una drastica deviazione rispetto alla consueta traiettoria rettilinea e quindi la loro immagine non risulta ellitica come di consueto ma distorta in forma d'arco. Ciò è dovuto non solo all'enorme massa del corpo che funge da lente (l'ammasso) ma anche alla configurazione geometrica tra la lente gravitazionale e la galassia la cui immagine risulta distorta.

In gergo, si chiama regime di lente forte la zona in cui avvengono considerevoli deviazioni dei raggi luminosi (ad esempio dove si trovano gli archi). Mentre si usa il termine regime di lente debole nelle zone in cui si riesce a provocare solo una leggera deviazione della luce (per esempio la parte esterna della foto) dove le immagini delle galassie sono distorte lo stesso, ma non in modo così spettacolare. Uno degli aspetti più interessanti dello studio delle lenti gravitazionali (sia nel regime debole che nel regime forte) è che possono essere usate per studiare la materia nell'universo.

In particolare, le lenti gravitazionali sembrano supportare l'idea che l'universo sia pervaso di materia oscura ovvero di materia che non emette radiazione luminosa ma che, avendo massa, interagisce gravitazionalmente. Tale interazione, dando origine a distorsioni come quelle appena descritte, consente di rilevare indirettamente la presenza di materia oscura. Sebbene essa non sia mai stata osservata direttamente, la sua esistenza fa ormai parte del modello cosmologico standard (in cui l'origine ed evoluzione dell'universo sono spiegati usando la teoria della relatività di Einstein). Lo studio delle lenti gravitazionali viene continuamente usato da astronomi e astrofisici il cui interesse è di verificare la validità di tale modello o di definirne i dettagli.

MARCELLO CACCIATO