AGI – Dieci anni fa, gli scienziati hanno rilevato per la prima volta delle increspature nel tessuto dello spazio-tempo, chiamate onde gravitazionali, derivanti dalla collisione di due buchi neri. Ora, grazie a tecnologie avanzate e a un pizzico di fortuna, una fusione di buchi neri appena rilevata sta fornendo la prova più chiara di sempre sul funzionamento dei buchi neri e, nel frattempo, sta offrendo la conferma a lungo attesa delle previsioni fondamentali di Albert Einstein e Stephen Hawking. Le nuove misurazioni sono state effettuate dal Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), con analisi guidate dagli astrofisici Maximiliano Isi e Will Farr del Center for Computational Astrophysics del Flatiron Institute di New York.
I risultati rivelano informazioni sulle proprietà dei buchi neri e sulla natura fondamentale dello spazio-tempo, suggerendo come la fisica quantistica e la relatività generale di Einstein si integrino. “Questa è la visione più chiara finora ottenuta sulla natura dei buchi neri”, assicura Isi, che è anche professore associato alla Columbia University: “Abbiamo trovato alcune delle prove più solide finora che i buchi neri astrofisici sono i buchi neri previsti dalla teoria della relatività generale di Albert Einstein”. Se ne parla in un articolo pubblicato su Physical Review Letters dalla collaborazione LIGO-Virgo-KAGRA. Per le stelle massicce, i buchi neri rappresentano lo stadio finale della loro evoluzione. I buchi neri sono cosi’ densi che persino la luce non puo’ sfuggire alla loro gravita’. Quando due buchi neri si scontrano, l’evento distorce lo spazio stesso, creando increspature nello spazio-tempo che si estendono a ventaglio nell’universo, come onde sonore che risuonano da una campana suonata.
Queste increspature che deformano lo spazio, chiamate onde gravitazionali, possono dire molto agli scienziati sugli oggetti che le hanno generate. Proprio come una grande campana di ferro produce suoni diversi da una piu’ piccola di alluminio, il ‘suono’ prodotto dalla fusione di buchi neri è specifico delle proprietà dei buchi neri coinvolti. Gli scienziati possono rilevare le onde gravitazionali con strumenti speciali presso osservatori come LIGO negli Stati Uniti, Virgo in Italia e KAGRA in Giappone. Questi strumenti misurano con precisione il tempo impiegato da un laser per percorrere un determinato percorso.
Man mano che le onde gravitazionali dilatano e comprimono lo spazio-tempo, la lunghezza dello strumento, e quindi il tempo di percorrenza della luce, cambia in modo impercettibile. Misurando queste minuscole variazioni con grande precisione, gli scienziati possono utilizzarle per determinare le caratteristiche dei buchi neri. Si è scoperto che le onde gravitazionali appena rilevate sono state generate da una fusione che ha formato un buco nero con una massa pari a 63 soli e una velocità di rotazione di 100 giri al secondo.
La scoperta arriva 10 anni dopo la prima rilevazione di una fusione di buchi neri da parte di LIGO. Da quella storica scoperta, i miglioramenti nelle attrezzature e nelle tecniche hanno permesso agli scienziati di osservare con maggiore chiarezza questi eventi che sconvolgono lo spazio. “La nuova coppia di buchi neri è quasi gemella della prima storica rilevazione del 2015”, afferma Isi: “Ma gli strumenti sono molto migliori, quindi siamo in grado di analizzare il segnale in modi che non erano possibili 10 anni fa”. Grazie a questi nuovi segnali, Isi e i suoi colleghi hanno potuto osservare in modo completo la collisione, dal momento in cui i buchi neri si sono scontrati per la prima volta fino alle riverberazioni finali, quando il buco nero fuso si e’ stabilizzato nel suo nuovo stato, avvenuto solo pochi millisecondi dopo il primo contatto.
