Il Gran Sasso Science Institute alla Biennale di Venezia
L’incontro tra cielo e terra
È possibile indagare l’Universo da una città colpita duramente da un terremoto? Questa è la sfida lanciata a L’Aquila dal Gran Sasso Science Institute (GSSI), luogo in cui si studiano le onde gravitazionali in collaborazione con grandi centri di ricerca internazionali, pur rimanendo fortemente ancorati alle radici di una realtà locale che non ha ancora sanato le proprie cicatrici.
L’esigenza e la volontà di ricostruire, rinnovare, ritornare alla piena vita sociale e culturale, sono state la spinta per la creazione nel 2013 del GSSI, una scuola di dottorato e centro di ricerca internazionale nelle aree di Fisica, Matematica, Informatica e Scienze Sociali.
Dal capoluogo abruzzese situato nel cuore degli Appennini, il GSSI da subito aderisce a un modello di sviluppo sostenibile dal punto di vista sociale, ambientale ed economico, incardinato sui valori della conoscenza, della formazione e della riduzione delle disuguaglianze sociali.
Le onde gravitazionali: i “glitch” sonori dell’Universo
Il GSSI è al centro di importanti progetti di ricerca e collaborazioni scientifiche, quali ad esempio LIGO e Virgo per lo studio delle onde gravitazionali, perturbazioni dello spazio-tempo cosmico che giungono sulla Terra alla velocità della luce e vengono rivelate da speciali interferometri laser. Nel 1916 Albert Einstein ne predisse l’esistenza come esito della sua teoria della Relatività Generale, pubblicata nel 1915. Dopo tanti anni di ricerche infruttuose, il 14 settembre 2015 le onde gravitazionali sono state finalmente rivelate per la prima volta a seguito della fusione di due buchi neri, rispettivamente di 29 e 36 masse solari, in un unico buco nero a più di un miliardo di anni luce di distanza. Le onde gravitazionali, dunque, vengono generate quando un evento perturba la curvatura dello spazio-tempo, come farebbe una goccia d’acqua che cade sulla superficie di uno stagno: la superficie dell’acqua s’increspa e questa perturbazione si propaga verso l’esterno sotto forma di onde. Similmente, se lo spazio-tempo viene perturbato, la perturbazione si propaga alla velocità della luce (~300.000 km/s) sotto forma di onde gravitazionali.
Quali eventi sono all’origine di queste deformazioni nella trama dello spazio-tempo? Qualunque accelerazione asimmetrica di masse può generare onde gravitazionali: due buchi neri, stelle di neutroni che orbitano velocemente una attorno all’altra, stelle di neutroni rotanti, esplosioni come le Supernovae o perfino il Big Bang, l’evento che ha dato origine all’Universo. Come “messaggeri” cosmici, le onde gravitazionali ci danno oggi informazioni su eventi astronomici accaduti miliardi di anni fa.
Solo i più potenti fra questi eventi possono emettere onde gravitazionali misurabili sulla Terra essendo la gravità una forza estremamente debole e gli effetti delle onde gravitazionali così modesti da risultare molto difficili da valutare. Eppure, oggi, siamo capaci di rivelarle con strumenti sofisticati, gli interferometri laser, strutture costituite da due bracci perpendicolari lunghi qualche chilometro.
Sulla Terra, infatti, il passaggio di un’onda gravitazionale allunga e accorcia alternativamente la distanza fra due oggetti, in verso opposto, lungo due direzioni perpendicolari. Gli interferometri laser, dunque, vedranno la lunghezza dei loro bracci oscillare alla stessa frequenza dell’onda gravitazionale di passaggio.
I rilevatori a “caccia” delle onde gravitazionali sono dislocati in vari Paesi nel mondo: negli USA c’è Advanced LIGO, composto da due enormi interferometri laser separati da migliaia di chilometri di distanza, localizzati rispettivamente a Livingston, Louisiana, e Hanford, Washington. In Italia, oltre alla presenza di Virgo presso il comune di Cascina (Pisa),si sta lavorando alla realizzazione nella ex miniera abbandonata di Sos Enattos in Sardegna dell’Einstein Telescope (ET), il più grande rivelatore di onde gravitazionali al mondo.. A rendere il sito sardo ideale per questo progetto è il basso livello di sismicità dell’isola: un basso livello delle vibrazioni terrestri permetterebbe ai rivelatori di distinguere meglio quelle cosmiche. Questo progetto, che vede l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare in prima fila, potrebbe essere foriero di un impatto socioeconomico estremamente importante per le comunità locali. Come tutte le grandi infrastrutture di ricerca, infatti, ET favorirebbe l’insediamento di capitale umano qualificato, stimolando al contempo la domanda di beni e servizi a livello locale, e rimettendo in moto territori che hanno subito lunghi processi di marginalizzazione socioeconomica.
Rappresentazione grafica della collisione di due stelle di neutroni, un evento che genera onde gravitazionali (NASA/Swift/Dana Berry)
Rappresentazione grafica di due buchi neri massicci come quelli rivelati dalle onde grande gravitazionali (LIGO/Caltech/MIT/Sonoma State, Aurore Simmonet)
L’interferometro Virgo a Cascina, Pisa
Ricostruire il tessuto culturale e sociale valorizzando la conoscenza, l’innovazione e la competitività del territorio.
All’interno del contesto europeo, il territorio italiano è fra quelli maggiormente soggetti a disastri naturali, in particolare ai terremoti. Nonostante i terremoti siano un elemento strutturale del nostro territorio, non siamo ancora riusciti a organizzare la nostra società per affrontare le criticità che essi determinano. Spesso, infatti, manca un’effettiva consapevolezza della pericolosità sismica cui si accompagna una pericolosa opera di rimozione dalla memoria dei passati eventi calamitosi e dalle strategie di governance territoriale.
Ancora oggi l’Italia ha un basso livello di resilienza, e, dunque, una bassa capacità di recupero a seguito del verificarsi di eventi calamitosi. Gli ultimi terremoti che si sono abbattuti sul nostro Paese, hanno messo in luce una diversa capacità di risposta delle popolazioni interessate, soprattutto nelle aree dove è più complesso parlare di ricostruzione, rinascita, resilienza. L’esperienza dei terremoti di L’Aquila nel 2009; del Nord Italia nel 2012 e del Centro Italia nel 2016-2017, deve essere finalmente l’occasione per stimolare questo sforzo collettivo di raccolta e trasmissione della conoscenza, che sappia evidenziare le relazioni tra ambiente antropico e ambiente naturale. Il verificarsi di un fenomeno naturale da solo, infatti, non costituisce di per sé un disastro: gli eventi naturali diventano catastrofi quando colpiscono aree antropizzate e le comunità che vi abitano, ovvero quando una forza distruttiva “naturale” incontra un ambiente costruito, e la sua struttura sociale ed economica, impreparati ad affrontare un evento del genere.
L’Aquila, i portici nel 2009 e oggi (C. Badia)
Stimolare la resilienza delle comunità colpite è dunque cruciale, così da garantire oggi e in futuro una risposta collettiva a fenomeni che, in un territorio come quello italiano, sono tutt’altro che eccezionali. Convivere con il terremoto dovrebbe significare proporre un progetto collettivo che anticipi il futuro, organizzando il presente sulla base di una prospettiva storica. Un progetto fondato sull’identità e sulla consapevolezza delle comunità locali, la cui attivazione, oltre ai benefici individuali, realizzi esternalità di tipo comunitario.
Il Gran Sasso Science Institute fa parte a pieno titolo di questo progetto collettivo: riconosciuta nel 2016 come Scuola Universitaria Superiore a statuto speciale, ha tra i suoi obiettivi quello di stimolare la resilienza delle comunità colpite da sismi attraverso processi di apprendimento, innovazione e competitività, fornendo non solo dati e conoscenza diretta, ma anche strumenti in grado di fornire a tutta la collettività i mezzi per comprendere la pericolosità sismica del nostro Paese.
Il ruolo della conoscenza, in quest’ottica, assume quindi un rilievo centrale nella promozione, rilancio e valorizzazione dei territori colpiti da eventi estremi.
Nel contribuire al recupero della comunità aquilana colpita dal terremoto del 2009, il GSSI, grazie ad un forte impegno dell’area di Fisica, ha elaborato il progetto “Center for Urban Informatics and Modeling” (CUIM), approvato dal “Comitato di Indirizzo per il rilancio dell’economia dell’Aquila dopo il sisma del 2009”. Attraverso un approccio multidisciplinare e l’implementazione di applicazioni relative ai Big Data, il CUIM affronta il tema della produzione della conoscenza come bene pubblico utilizzabile a livello locale e nazionale, e di supporto ai processi decisionali della Pubblica Amministrazione. Il progetto ha realizzato due banche dati volte a supportare lo sviluppo di attività innovative al servizio del territorio: “OpenData Ricostruzione” e “OpenData L’Aquila”. Si tratta di piattaforme completamente aperte e fruibili non solo dal mondo accademico, ma anche da imprese, cittadini e media.
Al GSSI si studia anche la relazione tra la fruizione di eventi culturali e il capitale culturale e la sensibilità ambientale. Un esempio di questa ricerca – aperto a tutti i visitatori che possono entrarne a far parte – è presente all’interno del Padiglione Italia.
Si tratta, a ben vedere, di tentativi concreti che infondono speranza a territori e società che hanno vissuto gli effetti disgreganti del sisma.
Progetti. Idee. Visioni.
Proprio come quella di una miniera remota, abbandonata, isolata ma localizzata su una delle regioni italiane a minore sismicità naturale, quindi perfetta quale sito per la realizzazione dell’Einstein Telescope, un’infrastruttura scientifica per la ricerca di frontiera nello studio dell’Universo.
Cielo e terra di nuovo in un unico scenario. Per dare spazio alla ricerca scientifica e alla condivisione della conoscenza.
Il campus GSSI nel centro storico dell’Aquila.
Testo di
Chiara Badia, Sara Caramaschi, Eugenio Coccia, Fabiano Compagnucci, Marco Modica, Adriana C. Pinate – Gran Sasso Science Institute, L’Aquila
References:
https://ligo.org/science/Publication-GW150914/translations/science-summary-italian.pdf
“OpenData Ricostruzione” (https://opendataricostruzione.gssi.it/home)
“OpenData L’Aquila” (https://www.opendatalaquila.it)
