Gli scienziati hanno convalidato ancora una volta la teoria della relatività generale di Albert Einstein con il rilevamento dell’onda gravitazionale più potente fino ad oggi, denominata GW250114. Questo evento, originato dalla collisione di due buchi neri di 30 masse solari a 1,3 miliardi di anni luce di distanza, fornisce la prova più forte a sostegno della teoria secolare di Einstein.
Test rigorosi grazie a una chiarezza senza precedenti
L’onda gravitazionale è stata rilevata dal Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) con sede negli Stati Uniti il 14 gennaio 2025. Ciò che distingue questo segnale è la sua eccezionale chiarezza, circa tre volte più nitida rispetto al rilevamento storico del 2015 che per primo ha confermato le onde gravitazionali. Questa maggiore precisione ha consentito un test delle previsioni di Einstein più approfondito che mai.
I miglioramenti nella sensibilità del rilevatore, ottenuti attraverso un decennio di aggiornamenti volti a ridurre al minimo il rumore proveniente da fonti come l’attività sismica, sono stati cruciali. Gli strumenti erano in grado di misurare distorsioni nello spazio-tempo 700 trilioni di volte più piccole della larghezza di un capello umano.
Il “Ringdown” del buco nero rivela ulteriori conferme
Dopo la fusione, il buco nero appena formato “risuonò” brevemente, vibrando come una campana suonata. Questa fase emette distinti modelli di onde gravitazionali (“toni”) che codificano la massa e la rotazione del buco nero. In GW250114, i ricercatori hanno rilevato due toni primari previsti dalla relatività generale, con entrambe le misurazioni perfettamente allineate, rafforzando l’accuratezza della teoria.
Per la prima volta, gli scienziati hanno anche identificato un sottile “sovratono” previsto dalle equazioni di Einstein, che appare all’inizio dello squillo. Questa conferma rafforza ulteriormente l’evidenza a favore della relatività generale. Qualsiasi discrepanza avrebbe costretto a riconsiderare la nostra comprensione fondamentale della gravità.
Verificata anche la legge dell’area di Hawking
Precedenti analisi di GW250114 hanno confermato un’altra importante previsione: la legge sull’area di Stephen Hawking, che afferma che l’area superficiale di un buco nero non può mai ridursi. La superficie complessiva dei buchi neri originali era di circa 93.000 miglia quadrate (più o meno la dimensione dell’Oregon). La superficie del buco nero risultante è cresciuta fino a 155.000 miglia quadrate (più vicino alle dimensioni della California), in linea con la teoria di Hawking.
Il futuro della ricerca sulla gravità
Nonostante il continuo successo della relatività generale, i fisici riconoscono che probabilmente è incompleta. La teoria non riesce a spiegare la materia oscura, l’energia oscura, né a conciliarsi con la meccanica quantistica. La speranza è che le future rilevazioni di onde gravitazionali rivelino sottili deviazioni dalle previsioni di Einstein, puntando verso una nuova fisica.
I rilevatori di prossima generazione, come il previsto telescopio Einstein in Europa e il Cosmic Explorer negli Stati Uniti, saranno dieci volte più sensibili. Rileveranno onde a frequenza più bassa provenienti da buchi neri più massicci, sondando classi completamente nuove di questi oggetti cosmici. L’antenna spaziale europea dell’interferometro laser (LISA), lanciata nel 2035, osserverà le onde gravitazionali dei buchi neri supermassicci, rivelando potenzialmente dozzine di toni all’interno di un singolo evento di fusione.
“Viviamo in un regime in cui non disponiamo di dati sufficienti… Una volta che LISA sarà online, saremo sopraffatti.”
Con finanziamenti continui, la futura scienza delle onde gravitazionali promette di sbloccare ulteriori conoscenze sulla natura della gravità e dell’universo.
