La ricerca sulle onde gravitazionali di Virgo è tra i settori di punta premiati quest’anno dai prestigiosi ERC grants: 1.5 milioni di euro a Simone Mastrogiovanni, ricercatore della Sezione INFN di Roma e membro della Collaborazione Virgo. Il suo progetto di ricerca “GravitySirens” punta a misurare con più accuratezza la velocità di espansione del nostro Universo, grazie ai segnali di onde gravitazionali rivelati da Virgo e LIGO.
Simone Mastrogiovanni, ricercatore della Sezione INFN di Roma e membro della Collaborazione Virgo, ha ricevuto uno dei prestigiosi Starting Grant assegnati dall’European Research Council (ERC). Il Grant corrisponde a 1,5 milioni di euro da utilizzare per il suo progetto di ricerca “GravitySirens”, incentrato sulla cosmologia con onde gravitazionali.
L’esatta velocità di espansione del nostro universo, legata alla cosiddetta costante di Hubble, resta uno dei grandi interrogativi ancora aperti della fisica contemporanea, poiché da circa 20 anni si osserva un’ inconsistenza nella sua misura. La misura della costante di Hubble risulta infatti maggiore se osserviamo l’universo vicino a noi, rispetto al valore ottenuto osservando l’universo lontano (e quindi più giovane) utilizzando modelli cosmologici.
GravitySirens ha l’obiettivo di misurare la velocità di espansione dell’universo utilizzando i segnali di onde gravitazionali prodotti dalla coalescenza di buchi neri e stelle di neutroni.
“La difficoltà nel risolvere questi enigmi, consiste nell’identificare sorgenti astrofisiche a distanze cosmologiche che ci consentano di misurare accuratamente la loro distanza e velocità di allontanamento,” spiega Simone Mastrogiovanni. “I sistemi binari di buchi neri e stelle di neutroni, rivelati dalle collaborazioni LIGO e Virgo, sono le uniche sorgenti per cui è possibile ottenere una stima diretta della loro distanza. Tuttavia, per questo tipo di sorgenti non si può misurare direttamente la velocità di allontanamento”.
GravitySirens si pone quindi l’obiettivo di risolvere questo problema, sviluppando tecniche innovative per misurare implicitamente la velocità di allontanamento delle sorgenti, utilizzando informazioni relative ai meccanismi di genesi dei buchi neri e osservazioni che arriveranno nei prossimi anni da osservatori come Euclid. Questo approccio consentirà a GravitySirens di fornire informazioni precise e accurate sull’espansione dell’universo nella maggior parte delle epoche cosmiche.
Grazie ai segnali di onde gravitazionali GravitySirens potrà studiare l’espansione dell’universo, ma non solo, perché questo fenomeno è guidato da due motori principali: l’energia e la materia oscura, due altri misteri della fisica moderna. Ancora una volta lo studio delle onde gravitazionali si potrebbe rivelare uno strumento decisivo per rivoluzionare il nostro modo di osservare l’universo.
Lo scopo degli Starting Grant dell’ERC, che vengono assegnati annualmente, è incentivare la fase iniziale della carriera di ricercatori e ricercatrici e dei loro progetti più promettenti. Oltre a Mastrogiovanni anche Andrei Puiu, ricercatore dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN, ha ricevuto un equivalente starting grant per il suo progetto OPOSSUM (Optimal Particle identification Of Single Site events with Underground MKIDs detectors). All’interno della Collaborazione Virgo altre ricercatrici e ricercatori hanno ricevuto negli ultimi anni degli ERC grants: Peter Jonker (Università Stichting Radboud – Starstruck), Jessica Steinlechner (Università di Maastricht – MIRRORS), Sebastiano Bernuzzi (Università Friedrich-Schiller Jena – InspiReM), Stefan Hild (Università di Maastricht – SPEED), Conor Mow-Lowry (VU Amsterdam e NWO-I – OmniSens).
Simone Mastrogiovanni ha conseguito il dottorato di ricerca in astronomia e astrofisica fra le Università di Roma Sapienza e Tor Vergata, è stato ricercatore in Francia presso il Laboratorio di astroparticelle e cosmologia del Centro nazionale delle ricerche a Parigi e presso l’Osservatorio della Costa Azzurra a Nizza. Oggi è ricercatore presso la Sezione di Roma dell’INFN e la sua attività di ricerca è incentrata sullo studio dell’Universo, in particolare della sua espansione, con sorgenti di onde gravitazionali. È componente delle collaborazioni Virgo ed Einstein Telescope per lo studio dei segnali gravitazionali, dove ricopre ruoli di coordinamento per l’interpretazione astrofisica e cosmologica di segnali gravitazionali di sistemi binari di buchi neri e stelle di neutroni.
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