L' onda gravitazionale è una perturbazione dello spaziotempo che si propaga con carattere ondulatorio.
Fu prevista nel 1916 nell'ambito della teoria della relatività generale, nella quale l' equazione di campo di Einstein (linearizzata) ammette soluzioni ondulatorie per il tensore metrico, così come avviene per le equazioni di Maxwell riguardo al campo elettromagnetico. Le onde gravitazionali sono quindi a tutti gli effetti una forma di radiazione: al loro passaggio le distanze fra punti dello spazio tridimensionale curvo all' interno del campo gravitazionale si contraggono ed espandono ritmicamente.
Fronti d' onda di particolare intensità possono essere generati da fenomeni cosmici in cui enormi masse variano la loro distribuzione in modo repentino (e con un momento di quadrupolo non nullo), ad esempio nell' esplosione di supernovae o nella collisione di oggetti massivi.
Esistono diversi rivelatori di onde gravitazionali, ma in pochi casi è stato possibile interpretare i dati sperimentali in modo chiaro e univoco. L'evento più significativo è stato annunciato l'11 febbraio 2016 dalla collaborazione LIGO/VIRGO, che nel settembre 2015 ha misurato onde gravitazionali causate dalla collisione di due buchi neri.
La verifica sperimentale dell' esistenza delle onde gravitazionali ha fornito un'ennesima conferma della teoria della relatività generale e aperto nuove prospettive di studio in campo astrofisico.
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