Einstein aveva ragione : un nuovo test conferma la relatività generale

Trent’anni di osservazioni dei satelliti Lageos hanno permesso di verificare con precisione senza precedenti un principio fondamentale della relatività

Nessuna deviazione è emersa, ma proprio questo “risultato nullo” restringe lo spazio per le teorie alternative e mostra come la scienza progredisca anche mettendo continuamente alla prova le proprie certezze

A più di un secolo dalla formulazione della relatività generale, Albert Einstein continua a superare verifiche sperimentali sempre più severe. Questa volta il banco di prova non si trova nei pressi di un buco nero o ai confini dell’universo osservabile, ma nello spazio relativamente vicino alla Terra, grazie a due satelliti geodetici che orbitano intorno al nostro pianeta da decenni.

Un nuovo studio della collaborazione SaToR-G, guidata da ricercatori dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) e finanziata dall’Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn), ha infatti sottoposto a un test particolarmente preciso l’invarianza locale di Lorentz, uno dei principi fondamentali sui quali poggiano la relatività generale e gran parte della fisica contemporanea. I risultati sono stati pubblicati il 27 luglio 2026 su Physical Review Letters e Physical Review D.

Le leggi della natura non cambiano con l’osservatore

L’invarianza locale di Lorentz afferma, in termini semplificati, che le leggi fondamentali della fisica devono essere le stesse indipendentemente dalla velocità e dall’orientamento dell’osservatore. Non dovrebbe quindi esistere una sorta di punto di vista privilegiato dell’universo dal quale le leggi della natura assumano una forma diversa.

È un principio profondamente legato alla concezione relativistica dello spazio e del tempo e costituisce anche uno dei pilastri del Modello Standard della fisica delle particelle.

Ma la scienza non considera intoccabili neppure i suoi principi più solidi. Alcune teorie elaborate nel tentativo di andare oltre Einstein e, soprattutto, di conciliare la gravità con la meccanica quantistica ammettono infatti possibili, piccolissime violazioni dell’invarianza di Lorentz. Individuarne una significherebbe aprire una breccia nella fisica conosciuta e forse intravedere una teoria più generale.

Due satelliti come laboratorio della relatività

Per cercare questa eventuale deviazione, gli scienziati hanno utilizzato Lageos I e Lageos II, satelliti geodetici passivi ricoperti di retroriflettori. Da Terra vengono inviati impulsi laser verso i satelliti; misurando il tempo necessario alla luce per raggiungerli e ritornare è possibile determinarne la distanza con precisione millimetrica e ricostruirne l’orbita con grande accuratezza.

I ricercatori hanno analizzato quasi trent’anni di osservazioni. Un’eventuale violazione dell’invarianza di Lorentz avrebbe dovuto produrre una minuscola oscillazione annuale nelle orbite dei satelliti.

Individuare un segnale del genere è estremamente difficile. Sul moto dei Lageos agiscono infatti numerosi effetti: il campo gravitazionale terrestre non perfettamente uniforme, le maree, la pressione esercitata dalla radiazione solare e altre perturbazioni termiche e gravitazionali.

Per separare l’eventuale segnale cercato da questo insieme di interferenze, il gruppo ha utilizzato sofisticate tecniche matematiche di filtraggio e due software indipendenti per verificare i risultati dell’analisi.

Einstein resiste ancora

Alla fine, la deviazione cercata non è comparsa. Il parametro PPN α₁, che avrebbe assunto un valore diverso da zero in presenza della violazione studiata, è risultato compatibile con zero con un’incertezza inferiore a due parti su centomila. Il nuovo limite migliora di oltre quattro volte quello precedente, ottenuto nel 1996 attraverso misurazioni laser della distanza tra Terra e Luna.

La relatività generale supera quindi ancora una volta il test. Ma sarebbe sbagliato interpretare il risultato semplicemente come l’ennesima dimostrazione che “Einstein aveva ragione”. Dal punto di vista scientifico è altrettanto importante ciò che l’esperimento non ha trovato.

Non osservare una violazione significa infatti restringere ulteriormente lo spazio nel quale possono muoversi alcune teorie alternative della gravità. I risultati impongono nuovi vincoli, tra gli altri, a modelli come Einstein-aether e Hořava-Lifshitz nelle condizioni considerate dallo studio.

Il valore scientifico di un risultato nullo

Ed è forse questo l’aspetto più interessante in una prospettiva SRM. Nella vita quotidiana siamo abituati ad associare la scoperta al ritrovamento di qualcosa: una nuova particella, un nuovo pianeta, un nuovo fenomeno. Nella scienza, invece, anche non trovare qualcosa può costituire una scoperta importante.

Un esperimento che cerca una deviazione e non la trova stabilisce fino a quale precisione quella deviazione può essere esclusa. Il territorio delle possibilità si restringe.

La conoscenza avanza quindi anche attraverso i limiti. Ogni esperimento ben costruito pone alla natura una domanda. La risposta può essere positiva oppure negativa, ma entrambe modificano ciò che possiamo ragionevolmente sostenere.

È una caratteristica profonda del metodo scientifico: una teoria non diventa scientificamente autorevole perché viene protetta dalle obiezioni, ma perché accetta continuamente il rischio di essere smentita.

Albert Einstein e una teoria che accetta di essere sfidata

La storia della relatività generale ne costituisce un esempio straordinario. Dalla deviazione della luce alle orbite planetarie, dalle lenti gravitazionali alle onde gravitazionali, la teoria è stata sottoposta per decenni a verifiche sempre più precise.

Eppure i fisici continuano a cercarne i limiti. Non perché la teoria sia considerata debole, ma proprio perché una delle grandi domande della fisica contemporanea rimane irrisolta: come conciliare la gravità descritta dalla relatività generale con il mondo quantistico?

Relatività generale e meccanica quantistica funzionano entrambe con straordinaria precisione nei rispettivi domini, ma non possediamo ancora una teoria completa capace di integrarle. Per questo ogni minuscola anomalia potrebbe diventare preziosa.

La ragione scientifica vive anche del dubbio

La vicenda suggerisce infine una riflessione più ampia sul significato della ragione scientifica. La scienza non procede semplicemente accumulando conferme. Progredisce formulando ipotesi, costruendo strumenti sempre più precisi e tentando continuamente di individuare i punti nei quali le proprie teorie potrebbero fallire.

È un esercizio particolare della razionalità: avere fiducia nella capacità della ragione senza trasformare le sue conquiste in dogmi. Il nuovo esperimento sui satelliti Lageos non chiude quindi la ricerca sulla gravità. Al contrario, rende più difficile trovare la crepa attraverso la quale potrebbe emergere una nuova fisica.

La teoria di Einstein resiste ancora, ma la domanda rimane aperta. Ed è forse questa una delle lezioni più affascinanti della scienza: quanto più precisamente comprendiamo una parte della realtà, tanto più chiaramente possiamo riconoscere i confini di ciò che ancora ignoriamo.

Immagine: Albert Einstein, credits Oren Jack Turner, fonte Biblioteca del Congresso degli Stati Uniti.