La storia di Virgo è un caso esemplare: il concept di Virgo è stato sviluppato nel 1987 dai suoi due padri fondatori, l’italiano Adalberto Giazotto e il francese Alain Brillet, ed è stato sottoposto nel 1989 alle istituzioni finanziatrici. È stato approvato da CNRS e INFN nel 1993-1994, la costruzione è iniziata nel 1997. EGO è stato fondato l’11 dicembre 2000. L’inaugurazione e il commissioning sono iniziati nel 2003 e le osservazioni scientifiche (runs) nel 2007. Nel frattempo il laboratorio dei Paesi Bassi NIKHEF si è unito al consorzio nel 2006 come osservatore e un accordo è stato firmato nel 2007 per una operatività comune di Virgo con i rilevatori LIGO negli USA, come “una singola macchina”. L’aggiornamento della macchina ad “Advanced Virgo” è stato approvato nel 2009 ed è stato implementato fino al 2017.

Le onde gravitazionali sono una conseguenza della teoria della Relatività Generale (Albert Einstein, 1916) e sono increspature nella struttura dello spazio-tempo che si propagano alla velocità della luce, e sono prodotte quando enormi masse sono accelerate o deformate. Questo succede in molti scenari astrofisici, inclusa la coalescenza di buchi neri e/o stelle di neutroni o esplosioni di supernovae. Le onde gravitazionali sono completamente diverse dalla luce, il “messaggero” principale utilizzato fino ad ora per studiare l’Universo.

Con la prima rilevazione di onde gravitazionali, provenienti dalla fusione di due buchi neri a 1,4 miliardi di anni luce, da parte delle collaborazioni LIGO and Virgo nel settembre 2015, è stata aperta una nuova finestra sull’Universo, che permette di sondare fenomeni estremi dovuti alla gravità.

Questa rilevazione, annunciata nel 2016, è stata premiata “quasi immediatamente” con il Premio Nobel per la Fisica del 2017 a R. Weiss, K. Thorn e B. Barish.

Nell’agosto 2017 Virgo ha completato il suo aggiornamento ed è entrato nel network con una sensibilità leggermente minore di quella dei rilevatori negli Stati Uniti. Nonostante ciò due settimane dopo, il 14 agosto, Advanced Virgo e Advanced LIGO hanno rilevato un segnale di onde gravitazionali proveniente dalla coalescenza di due buchi neri di massa stellare. Il fatto che questi tre interferometri hanno rilevato il segnale ha permesso di identificare, tramite una triangolazione, la regione del cielo dove è avvenuto l’evento con una precisione senza precedenti. Questa rilevazione ha inaugurato l’era dell’astronomia delle onde gravitazionali.

Tre giorni dopo, il 17 agosto 2017, è stato osservata la prima fusione di stelle di neutroni da parte dei rilevatori L’osservazione contemporanea della fusione tramite le onde elettromagnetiche e quelle gravitazionali è stata definita la nascita dell’astronomia multi-messaggero con le onde gravitazionali.

Per questo rilevamento, Virgo è stato dichiarato “ historical milestone” dall’Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE), nel 2020 verrà organizzata una cerimonia dedicata. In questo modo Virgo si unisce alle imprese di Benjamin Franklin, Volta, Marconi e altri.

Alla fine del 2018, un catalogo contenente 10 coalescenze binarie di buchi neri è stato pubblicato. Durante il periodo di osservazione iniziato nell’aprile 2019 e sospeso nell’aprile 2020 ci sono stati 56 avvisi di coalescenze binarie che coinvolgono buchi neri e stelle di neutroni, che sono in corso di pubblicazione. Questi e altri segnali, inclusi segnali non ancora rilevati, come emissione continua di onde gravitazionali da sorgenti cosmiche, esplosione di supernovae e altri eventi cosmologici stanno rivoluzionando la scienza fondamentale attraverso lo sviluppo di sinergie fra la cosmologia, la fisica delle particelle, nucleare e delle astro particelle e l’astrofisica.

Per questo la rilevazione di onde gravitazionali è stata legittimamente definita una rivoluzione scientifica comparabile a quella di Galileo che punta il suo telescopio al cielo.

Gli inizi storici di Virgo:

• A. Giazotto, “Interferometric detection of gravitational waves”(Physics Reports, 1989)
• A. Brillet, A. Giazotto et al.,“VIRGO Proposal for the construction of a large interferometric detector of gravitational waves”(1989)
• A. Brillet, A. Giazotto et al.,“VIRGO Final Concept Design”(1992)