Buchi neri: svolta nella ricerca sulle onde gravitazionali!

Buchi neri: svolta nella ricerca sulle onde gravitazionali!

Il 14 maggio 2025 gli scienziati dell’Università Humboldt di Berlino riferiranno di progressi significativi nella ricerca sui buchi neri e sulle onde gravitazionali. Questa regione particolarmente densa dello spazio-tempo, nella quale nemmeno la luce può sfuggire, è al centro della ricerca astrofisica. I buchi neri non solo piegano lo spazio, ma generano anche onde gravitazionali quando si avvicinano a un altro buco nero, che furono rilevati per la prima volta dai rilevatori LIGO dieci anni fa. Il team guidato dal Prof. Dr. Jan Plefka ha effettuato calcoli precisi sulla diffusione dei buchi neri e delle stelle di neutroni, che sono stati pubblicati sulla rinomata rivista Natura sono stati pubblicati.

La ricerca arriva in un momento cruciale poiché la prossima generazione di rilevatori di onde gravitazionali, tra cui il telescopio Einstein e LISA, sono in fase di sviluppo. Negli ultimi anni, i livelli di sensibilità di queste tecnologie sono aumentati enormemente, richiedendo modelli estremamente accurati. In particolare, sono al centro dell’interesse i segnali provenienti dai buchi neri che si muovono in orbite eccentriche. Le nuove scoperte potrebbero influenzare radicalmente l’astronomia delle onde gravitazionali e aprire possibilità per ulteriori scoperte in astrofisica.

Sfide e soluzioni matematiche

Un elemento centrale dello studio è la descrizione matematica delle interazioni tra buchi neri e stelle di neutroni. Ciò richiede il massimo livello di precisione, che il gruppo di ricerca ha raggiunto attraverso metodi innovativi assistiti da computer e la collaborazione internazionale. Le quantità osservabili come gli angoli di diffusione e l'energia irradiata sono state calcolate utilizzando modelli complessi che tengono conto anche degli spazi di Calabi-Yau, strutture geometriche a sei dimensioni. La rilevanza di queste strutture per i fenomeni astrofisici è stata dimostrata in modo impressionante nello studio.

Il progetto ha richiesto oltre 300.000 ore core di calcolo ad alte prestazioni presso lo Zuse Institute di Berlino. Questa vasta potenza di calcolo è fondamentale per svelare i dettagli più fini delle interazioni tra oggetti astrofisici estremi. Il team si è ampliato includendo i principali specialisti delle varietà di Calabi-Yau, evidenziando la natura multidisciplinare della ricerca.

Il ruolo delle onde gravitazionali in astrofisica

Le onde gravitazionali sono state uno strumento rivoluzionario in astrofisica da quando furono rilevate per la prima volta dieci anni fa. Permettono agli scienziati di osservare l'universo in modi che vanno oltre i tradizionali metodi astronomici. Le distorsioni ondulate dello spazio e del tempo offrono nuove intuizioni sulla dinamica dei buchi neri e sui loro incontri. Ciò rende ancora più importante avere una comprensione precisa di questi incontri per comprendere appieno le leggi fisiche alla base di questi fenomeni. Il team dell’Università Humboldt di Berlino ha dato un contributo significativo a questa comprensione con i suoi nuovi calcoli e potrebbe quindi dare forma alla ricerca futura nel campo della fisica delle onde gravitazionali.