L’Einstein Telescope: Una Nuova Finestra sull’Universo
Nei prossimi due decenni, le osservazioni delle onde gravitazionali (GW) si evolveranno da una ricerca guidata dalla scoperta a uno strumento di precisione per l’astrofisica, la cosmologia e la fisica fondamentale. Gli attuali rivelatori terrestri di seconda generazione hanno dimostrato l’esistenza di fusioni di binari compatti e consentito l’astronomia multi-messaggera GW, ma rimangono limitati in termini di sensibilità, portata di redshift, copertura di frequenza e ciclo di lavoro. Queste limitazioni impediscono di affrontare molte domande fondamentali in cosmologia.
Entro gli anni 2040, i sondaggi elettromagnetici a largo campo avranno mappato l’universo luminoso con una profondità e precisione senza precedenti. Tuttavia, problemi chiave, tra cui la natura della materia oscura, l’origine fisica dell’accelerazione cosmica, le proprietà della gravità su scale cosmologiche e le condizioni fisiche dei primi istanti dopo il Big Bang, rimarranno solo parzialmente vincolati dalle osservazioni elettromagnetiche da sole. Il progresso su questi fronti richiede l’accesso a processi fisici ed epoche che non emettono luce.
Le onde gravitazionali forniscono un canale osservativo unico e complementare: si propagano su distanze cosmologiche, in gran parte non influenzate dalla materia interposta, sondano ambienti astrofisici estremi e rispondono direttamente alla geometria dello spaziotempo. In questo contesto, osservatori GW di prossima generazione come l’Einstein Telescope (ET) saranno trasformativi per l’astronomia europea. Operando a sensibilità e frequenze superiori ai rivelatori esistenti, ET osserverà buchi neri binari e stelle di neutroni fino a redshift precedentemente inaccessibili, consentirà il monitoraggio continuo ad alto rapporto segnale-rumore di sorgenti compatte e rileverà sfondi di onde gravitazionali di origine astrofisica e cosmologica. Insieme ai rivelatori spaziali, ET svolgerà un ruolo centrale nel far progredire la nostra comprensione dell’evoluzione cosmica e della fisica fondamentale.
Paper: ArXiv.org