Onde gravitazionali, disordinate come quelle dell'oceano

Le onde gravitazionali generate dalla collisione fra i buchi neri potrebbero propagarsi in un modo molto meno lineare rispetto a quello dprevisto nei modelli attuali, ma più caotico al punto da ricordare il comportamento delle onde dell'oceano. E' quanto prevede un nuovo modello teorico, che permette di comprendere meglio che cosa accade davvero quando avvengono le collisioni cosmiche e che mette ancora una volta alla prova la teoria della relatività di Einstein. Lo studio, pubblicato sulla rivista Physical Review Letters e frutto della ricerca coordinata dalla statunitense Columbia University, è il primo passo per prepararsi alla ripresa delle osservazioni – in programma per marzo di quest’anno – con i rivelatori di onde gravitazionali, rimasti fermi negli ultimi due anni per aggiornamenti.

Simulazione al computer di due buchi neri che stanno per entrare in collisione (fonte: SXS Lensing/Simulating eXtreme Spacetimes Collaboration)

Dal 2015, anno in cui sono state rilevate per la prima volta, le onde gravitazionali hanno permesso l’osservazione di circa un centinaio di scontri tra buchi neri. Fino ad oggi, i modelli delle onde gravitazionali emesse dopo la fusione di due oggetti di questo tipo includevano solo interazioni lineari, che finora sono state sufficienti a fornire informazioni su struttura e contenuto di questi oggetti misteriosi. Manca, tuttavia, il contributo dato dalle interazioni non lineari, che permetterebbe un notevole avanzamento delle conoscenze. Per comprenderne l’importanza, gli autori dello studio hanno descritto le onde in un oceano: un'onda che sale e scende senza schizzare acqua potrebbe essere descritta con un'equazione lineare, ma un'onda che schizza e si infrange mostra interazioni non lineari e, ignorandole, si può avere solo un quadro parziale.

Ora, i ricercatori sono riusciti ad includere nel modello una parte di queste interazioni particolari tra onde, portando ad un’accuratezza maggiore del 10%. “Questo è un grande passo per prepararci alla prossima fase del rilevamento delle onde gravitazionali”, commenta Macarena Lagos, co-autore dello studio, “che approfondirà la nostra comprensione della gravità e di questi incredibili fenomeni”.