Un’analisi senza precedenti delle onde gravitazionali conferma la solidità della teoria nello spazio estremo.
La teoria della relatività generale supera un nuovo e rigoroso esame. La collaborazione internazionale LIGO‑Virgo‑KAGRA ha infatti pubblicato un’analisi basata su GW250114, il segnale di onde gravitazionali più nitido mai registrato, che ancora una volta conferma le previsioni formulate da Albert Einstein oltre un secolo fa.
Da quando fu proposta, la relatività generale ha trasformato la nostra comprensione dell’universo, diventando un pilastro della fisica moderna. Verificarne la validità in condizioni sempre più estreme è una delle missioni centrali della ricerca sperimentale, e il nuovo studio rappresenta uno dei test più accurati mai condotti.
La straordinaria chiarezza di GW250114 ha permesso di estrarre informazioni dettagliate sull’evento che lo ha generato e sui parametri del segnale. Lo stesso dato, già utilizzato lo scorso settembre per confermare il teorema dell’area dei buchi neri di Stephen Hawking, è ora servito per indagare eventuali deviazioni dalla relatività generale che potrebbero indicare l’esistenza di una nuova fisica.
Il cuore dell’analisi risiede nella spettroscopia dei buchi neri, una tecnica che studia il ringdown, la fase in cui il buco nero risultante dalla fusione si stabilizza emettendo una serie di “toni” caratteristici. «Quando due buchi neri si fondono, la collisione risuona come una campana», spiega Keefe Mitman della Cornell University. Ogni tono è definito da una frequenza e da un tempo di smorzamento, e misurarne più di uno consente di ricavare in modo indipendente massa e spin del buco nero finale.
Se le misurazioni coincidono, la teoria di Einstein è confermata. E nel caso di GW250114, due toni sono stati rilevati con precisione e un terzo è stato vincolato: tutti risultano perfettamente compatibili con la relatività generale.
«L’analisi delle diverse parti del segnale deve restituire risultati coerenti se la teoria è corretta», osserva Jacob Lange dell’INFN di Torino. «Per GW250114 abbiamo ottenuto una coerenza senza precedenti, resa possibile dall’eccezionale intensità del segnale». Con l’aumento della sensibilità degli interferometri, segnali di questa qualità diventeranno sempre più frequenti, aprendo la strada alla possibile individuazione di deviazioni ancora invisibili.
Anche per Vasco Gennari, del Laboratoire des 2 Infinis di Tolosa, queste tecniche rappresentano uno strumento unico per esplorare la gravità nei suoi regimi più estremi. «Le future campagne osservative ridurranno ulteriormente le incertezze, permettendoci non solo di consolidare questi test, ma anche di mettere alla prova nuove previsioni della spettroscopia dei buchi neri». Un traguardo che corona decenni di ricerca, pur lasciando ancora molto da scoprire.
Nelle foto un Ricercatore al lavoro su uno degli specchi del rivelatore Virgo © EGO/Virgo/Maurizio Perciballi e la veduta aerea dell’interferometro Virgo © EGO/Virgo
Credit immagine: H. Pfeiffer, A. Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics), K. Mitman (Cornell University)
