La forza gravitazionale è molto importante nella nostra vita di tutti giorni, in quanto è responsabile dell'orbitare della terra attorno al sole. La gravitazione ha effetto non solo sui pianeti, ma anche sui raggi di luce, deviandone la traiettoria. È un fenomeno che è stato osservato per la prima volta nel 1919, durante un'eclisse solare, e che è descritto in modo accurato dalla relatività generale. A causa di questo effetto di deviazione, può capitare che un raggio di luce abbia a disposizione più di una traiettoria nel suo viaggio tra la stella che lo ha emesso e il nostro occhio. È una situazione simile a quella dei miraggi o alle lenti dei nostri occhiali, solo che il meccanismo che fa incurvare la luce è la forza gravitazionale: per questo motivo, questi fenomeni vengono chiamati lenti gravitazionali.
Uno degli esempi più famosi è quello dei quasar gemelli QSO 0957+561: solo in un secondo momento si è scoperto che questi sorprendentemente identici doppelgänger cosmici erano la doppia immagine dello stesso oggetto, dovuta a una gigantesca galassia capace di deviare la luce degli oggetti situati alle sue spalle. Perfino i telescopi a volte ci vedono doppio!
Nel caso in cui la stella che emette la luce e la sorgente gravitazionale che la devia siano allineate, l'effetto ottico assume la forma di un cerchio di luce, chiamato "anello di Einstein". Se l'allineamento non è perfetto, la distorsione dei raggi di luce assume una forma somigliante più a un ferro di cavallo che a un anello perfetto; l'effetto è ancora più affascinante e suggestivo!
Le lenti gravitazionali non sono solo belle, ma hanno molto da insegnarci sui misteri della materia oscura e dell'universo primordiale. Per questo gli astrofisici ne vanno a caccia nel cielo notturno con strumenti sempre più sofisticati. Sono però fenomeni rari, osservabili solo per una galassia su 10.000, che è più o meno la probabilità di trovare un quadrifoglio pescando a caso in un prato di trifogli. Da poco gli astronomi hanno una nuovo strumento per andare alla ricerca di questi fenomeni: il machine learning.
È questo il caso della recente scoperta di oltre 1200 lenti gravitazionali: un gruppo di ricercatori ha sviluppato una rete neurale artificiale in grado di riconoscere questi oggetti nel cielo, usando le recenti immagini del DESI Legacy Imaging Surveys. Il principio di funzionamento di questi algoritmi è quello del cosiddetto *apprendimento automatico*, lo stesso che viene utilizzato per esempio dai social network per riconoscere volti di persone nelle immagini che carichiamo oppure nelle auto a guida autonoma. Nel caso in questione le reti neurali sono state allenate con innumerevoli esempi di immagini di piccole porzioni di cielo, ciascuna con un'etichetta ad indicare la presenza o meno di un anello di Einstein. Dopo questa fase di addestramento, l'algoritmo è stato in grado di etichettare in automatico numerose altre immagini in cui si ignorava la presenza di lenti gravitazionali, arrivando così alla scoperta.
Questo è solo l'ultimo affascinante campo in cui questo tipo di algoritmi di intelligenza artificiale viene applicato con successo: l'informatica è sempre più protagonista nelle nuove scoperte scientifiche.
