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La ricercatrice della gravità che sogna l’assenza di peso

Ricercatrice riconosciuta, Lavinia Heisenberg sarebbe pronta a iniziare una nuova carriera come astronauta. ETH

A fine marzo, parteciperà al concorso per i futuri astronauti europei, il primo dal 2009. Per il momento, è una cosmologa a Zurigo e ha appena vinto un premio Latsis per i suoi lavori sulla gravità, che mirano a modificare la relatività di Einstein.

Questo contenuto è stato pubblicato il 16 febbraio 2021 - 18:30

La voce circolava da tempo, e questa volta è ufficiale! L'Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha appena lanciato una procedura di reclutamento per nuovi astronauti. Undici anni dopo l'ultima selezione, gli interessati potranno candidarsi a partire dal 31 marzo. Quelli le cui domande verranno accettate, inizieranno poi la spietata competizione in sei fasi, che dovrebbe durare fino a ottobre 2022.

Lavinia Heisenberg aspettava da tempo questo momento: la fisica e cosmologa tedesca sogna infatti da sempre di andare nello spazio. Ma non ha passato gli ultimi 37 anni a sognare. Professoressa al Politecnico federale di Zurigo (ETHZ), ha già al suo attivo una lista impressionante di pubblicazioni e un premio universitario Latsis, che viene assegnato ai giovani ricercatori più promettenti.

Cercansi da 4 a 6 astronauti europei

Per la quarta volta nella sua storia, l'Agenzia Spaziale Europea (ESA) lancia una campagna di reclutamentoLink esterno, alla fine della quale da 4 a 6 eletti si uniranno al Corpo degli Astronauti europei. Le iscrizioni saranno aperte tra il 31 marzo e il 28 maggio 2021.

Nel 2008, l'ultima campagna ha attirato più di 8'000 candidature. Anche questa volta l'Agenzia si aspetta di ricevere migliaia di domande dai suoi 22 paesi membri, compresa la Svizzera. Per essere candidati, bisogna avere meno di 50 anni, possedere un master in un ramo scientifico e avere almeno tre anni di esperienza professionale. Il candidato ideale deve essere in perfetta salute fisica e mentale e avere un'eccezionale resistenza alla pressione. Lui o lei deve anche avere una perfetta padronanza dell'inglese. Il russo, seconda lingua nello spazio, non è indispensabile in questa fase. Sarà insegnato durante la formazione.

Dai tempi dei pionieri americani e sovietici, quando gli astronauti erano tutti piloti militari, i criteri di selezione si sono notevolmente ampliati. L'ESA incoraggia le donne a candidarsi - anche se non ci saranno quote - e apre il concorso a candidati con disabilità (menomazioni agli arti inferiori e bassa statura).

Questa nuova generazione di astronauti volerà prima sulla Stazione Spaziale Internazionale. L'ESA non fa mistero del fatto che i pochi posti per le missioni lunari che sta negoziando con la NASA (in cambio di forniture di attrezzature) saranno assegnati dapprima agli astronauti che hanno già volato nello spazio. Marte? Tutti lo sognano, ma nessuno osa parlarne seriamente in questo momento.

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Sebbene abbia scelto di dedicarsi alla gravità, fin dentro alle sue implicazioni quantistiche, Lavinia Heisenberg non è sicura di essere imparentata con Werner Heisenberg, uno dei padri della meccanica quantistica e vincitore del premio Nobel per la fisica nel 1932. E a dire la verità, non le importa molto.

Per contro, una certezza ce l’ha.

swissinfo.ch: Lei conferma che si candiderà per un posto di astronauta europea?

Lavinia Heisenberg: Assolutamente! So che ci saranno molte candidature per pochi eletti e le mie possibilità sono scarse. Quindi tenete le dita incrociate per me!

Scherzi a parte, oltre ad essere una scienziata, soddisfo anche altri criteri. Mi tengo in gran forma praticando diversi sport: corsa e palestra, e anche cose più avventurose come l'arrampicata, sia all'interno che in montagna. Alleno anche il mio mentale, le mie capacità cognitive, la mia memoria e faccio tiro con l'arco, che è molto buono per la concentrazione e per rimanere Zen.

Partirebbe per una missione su Marte?

Certamente!

Nonostante i pericoli?

Il rischio e l'errore fanno parte di ogni processo, anche nella nostra vita quotidiana. Se guardiamo le statistiche, attualmente c'è meno rischio nell'essere sulla Stazione Spaziale Internazionale che guidare un’automobile. Durante il viaggio, gli astronauti saranno esposti ai raggi cosmici. Questo è un problema reale, ma stiamo cercando delle soluzioni e le troveremo.

A parte il desiderio di diventare un’astronauta, cosa l’ha spinta a scegliere la fisica?

La curiosità: perché due magneti si respingono quando non vediamo le forze che li fanno respingere? e altre domande da bambini. E forse anche un po' la fantascienza. Ho amato Star Wars, per esempio. E oggi abbiamo film più "realistici", come The Martian o Interstellar, e questo è molto positivo, perché può ispirare i giovani.

La maggior parte del suo lavoro si svolge su carta, lavagne o schermi. Ha ancora tempo per ammirare il cielo stellato?

Dipende da dove si vive. Con l'inquinamento luminoso, in città, non si vede più niente. Ci si deve allontanare. Così in estate, vado a passeggiare di notte in riva al lago, e posso così vedere almeno la luna e qualche stella.

Ma questo non è niente in confronto a quello che si può vedere quando le condizioni sono ideali. Ho fatto parte dei miei studi in Cile, e ho avuto l'opportunità di andare nel deserto di Atacama, dove ci sono i più grandi telescopi del mondo. È davvero eccezionale! Ma non ho mai lavorato in uno di questi siti perché non sono un’astronoma da osservatorio.

Esattamente, di cosa si occupa?

Nel mio gruppo, stiamo cercando di capire le proprietà fondamentali della gravità. È la forza che governa le interazioni tra gli oggetti su larga scala. Cerchiamo di formularla da diverse prospettive, combinando la teoria e le osservazioni concrete, come quelle delle onde gravitazionali.

Siamo anche interessati alle implicazioni della meccanica quantistica sulla gravità. Il problema è che la teoria di Einstein funziona fino a una certa scala, ma una volta che si arriva all'infinitamente piccolo, non si applica più. Lo spazio-tempo della relatività generale non può essere descritto in termini di meccanica quantistica.

“L'espressione matematica di nuove teorie dedicate alla descrizione della gravitazione e considerate come modifiche della teoria della relatività generale di Einstein". Riassunto dall'ETH di Zurigo, questa è la principale area di ricerca di Lavinia Heisenberg. ETH

Siamo davvero nella ricerca di base. Sembra tutto molto specializzato ed è difficile vedere le applicazioni pratiche....

Anche Einstein ha affrontato questo problema. Ai suoi tempi, nessuno riusciva a capire a cosa potessero servire concretamente le sue equazioni. Chi, all'inizio del XX secolo, avrebbe potuto immaginare dei satelliti artificiali in orbita attorno alla Terra? Ma oggi, la nostra padronanza delle leggi della gravità ci permette di calcolare queste orbite, e chi potrebbe vivere senza GPS o comunicazioni satellitari?

La stessa cosa con il CERN. Il bosone di Higgs, che finalmente hanno trovato dopo decenni, è poco utile per noi nella vita quotidiana. Ma la necessità di condividere i loro dati con la comunità fisica mondiale li ha portati a inventare il World Wide Web. E chi oggi può fare a meno di Internet?

Quindi sono convinta che la fisica che facciamo oggi avrà implicazioni pratiche domani o dopodomani. Non possiamo ancora dire in quali settori: nuove fonti di energia, nuovi modi di spostarsi, cose che non possiamo ancora immaginare....

La sua famiglia si è trasferita spesso quando lei era bambina, poi ha studiato e lavorato in diverse parti del mondo e parla correntemente sei lingue. Cosa l'ha spinta a trasferirsi in Svizzera?

Nella vita accademica, siamo spesso chiamati a cambiare posto. Spesso non si ha scelta. È solo il prossimo passo di una carriera. Mi è capitato di fare un post-doc all'ETH di Zurigo quando ho avuto la fortuna di ottenere la borsa Starting GrantLink esterno dal Consiglio europeo della ricerca per creare un mio gruppo. E ho trovato così tante persone fantastiche qui, che ora sarebbe difficile per me partire. Qui mi sento davvero a casa.

Contenuto esterno

Il grande mistero della materia

A seconda della scala in cui la guardiamo, la materia non si comporta allo stesso modo. Questa è la lezione delle due grandi teorie della fisica del XX secolo: la relatività generale e la meccanica quantistica. Questi due modelli sono validi e ampiamente confermati dalla sperimentazione, ma rimangono fino ad oggi inconciliabili. Così, se scendiamo alla scala degli atomi, la forza di gravità, che incolla i nostri piedi alla Terra e tiene insieme le galassie, non sembra avere più alcun ruolo.

Da qui l'idea che la relatività e la meccanica quantistica potrebbero essere solo delle approssimazioni di una teoria generale che rimane da scoprire, e che i fisici stanno cercando da più di 100 anni. Il gruppo di Lavinia Heisenberg può dare un contributo a questo edificio.

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