La teoria della relatività generale di Einstein predice con precisione come le onde gravitazionali influenzano i segnali radio emessi dai poli magnetici di stelle estremamente dense che ruotano attorno al loro asse, chiamate pulsar, stirando e comprimendo il tessuto dello spazio, alterando il tempo in cui i corpi celesti producono ogni impulso.
Ora, grazie agli sforzi di decine di astronomi di tutto il mondo e a oltre 15 anni di ricerca approfondita, gli scienziati sono riusciti a “sentire” per la prima volta la “sinfonia” perpetua delle onde gravitazionali che si propagano nel nostro universo, secondo quanto riportato dall’Osservatorio Nordamericano di NanoHertz per le Onde Gravitazionali (NANOGrav).
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Secondo quanto riportato dall’istituzione, l’esistenza e la composizione delle onde gravitazionali sono state teorizzate da quasi un secolo. Nel 2020, gli scienziati del NANOGrav hanno identificato una sorta di “ronzio” causato da onde a bassissima frequenza nello studio di un insieme di pulsar. Tuttavia, non c’erano prove sufficienti per determinare l’origine esatta dei suoni registrati.
Uno studio di massa
Infine, dopo aver osservato 67 pulsar con radiotelescopi massicci in Europa, India, Australia e Cina, cinque team di ricerca, con la partecipazione di oltre 190 scienziati, sono riusciti a rilevare segnali simili in modo indipendente, confermando che questo “ronzio” era causato dalle onde gravitazionali che stirano e comprimono l’universo.
A differenza delle onde ad alta frequenza precedentemente rilevate dall’Osservatorio delle Onde Gravitazionali con Interferometro Laser (LIGO), il suono delle onde gravitazionali è prodotto da onde a bassissima frequenza, ognuna delle quali potrebbe avere una lunghezza di decine di anni luce.
In una serie di articoli pubblicati sulla rivista The Astrophysical Journal Letters, gli astronomi spiegano che la maggior parte delle gigantesche onde gravitazionali rilevate è probabilmente prodotta da coppie di buchi neri supermassicci “che si avvicinano a collisioni catastrofiche in tutto il cosmo”.
Un’orchestra cosmica
Secondo i ricercatori, quando due galassie si fondono, i buchi neri situati al centro di ciascuna orbitano l’uno intorno all’altro, formando un sistema binario. Nel tempo, questi finiranno per fondersi, generando onde gravitazionali che si propagano lontano dalla loro galassia di origine, come onde in uno stagno, durante il processo.
“Si prevede che i segnali delle onde gravitazionali provenienti da queste gigantesche binarie si sovrappongano, come le voci in una folla o gli strumenti in un’orchestra, producendo un ronzio generale di fondo che imprime un modello unico nei dati di temporizzazione delle pulsar“, spiegano gli astronomi.
L’analisi delle onde gravitazionali, stimano gli scienziati, potrebbe gettare nuova luce sull’origine e l’evoluzione dell’universo, “fornendo informazioni sulla frequenza di collisione delle galassie e sulle ragioni che spingono i buchi neri a fondersi“.
Attualmente, gli esperti sono riusciti solo a catturare il suono delle onde gravitazionali nel loro insieme, ma ritengono che continuando le ricerche saranno in grado di studiarle individualmente.
Scott Ransom, coautore della ricerca:
“I nostri dati precedenti ci dicevano che stavamo ascoltando qualcosa, ma non sapevamo cosa. Ora sappiamo che è musica proveniente dall’universo gravitazionale. Se continuiamo ad ascoltare, probabilmente saremo in grado di distinguere le note degli strumenti che suonano in questa orchestra cosmica”.