{"id":6113,"date":"2017-12-12T12:58:52","date_gmt":"2017-12-12T11:58:52","guid":{"rendered":"http:\/\/www.media.inaf.it\/2017\/12\/01\/buchi-neri-primordiali\/"},"modified":"2017-12-12T13:24:07","modified_gmt":"2017-12-12T12:24:07","slug":"buchi-neri-primordiali-e-onde-gravitazionali-media-inaf","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cielipiemontesi.it\/?p=6113","title":{"rendered":"Buchi neri primordiali e onde gravitazionali | MEDIA INAF"},"content":{"rendered":"

L’astronomia gravitazionale e multimessenger \u00e8 gi\u00e0 realt\u00e0 e i nuovi studi in corso possono fare luce su alcuni misteri ancora irrisolti sulla natura dei buchi neri. Esistono i buchi neri primordiali? Come si sono formati? Qual \u00e8 stato il ruolo delle prime stelle?<\/strong><\/em><\/p>\n

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La teoria di Einstein prevede che due buchi neri in collisione emettano onde gravitazionali, ma queste onde non sono ancora state rivelate direttamente. Nell\u2019immagine, la rappresentazione artistica delle onde gravitazionali che si muovono attraverso lo spazio-tempo. Crediti: Nasa<\/p>\n<\/div>\n

Se fino a qualche anno fa le\u00a0onde gravitazionali<\/a>\u00a0<\/strong>erano ancora avvolte da un alone di teoria e mistero, dalla loro prima rilevazione<\/a> (il 14 settembre 2015) a oggi i ricercatori hanno fatto molta strada, fino ad arrivare alla cosiddetta era dell\u2019astronomia gravitazionale e multimessaggero<\/a>.<\/strong> Ma a cosa servono davvero queste increspature del \u201ctessuto\u201d dello spaziotempo predette da Einstein? Ce lo chiediamo tutti, e di recente una coppia di scienziati ha provato a rispondere: \u00e8 possibile confermare l\u2019esistenza (o meno) di un certo tipo di\u00a0buchi neri<\/strong> analizzando il comportamento delle onde gravitazionali.<\/p>\n<\/div>\n

Secondo quanto riportato nel loro studio pubblicato su\u00a0Physical Review Letters<\/em><\/a><\/strong>, i due esperti teorizzano di poter sfruttare i diversi esperimenti che si occupano di onde gravitazionali per testare l\u2019esistenza di buchi neri primordiali<\/strong>, cio\u00e8 oggetti talmente antichi che si sarebbero formati pochissimi attimi dopo il Big Bang. Lo scopo di tutto ci\u00f2 sarebbe quello di dare un\u2019ulteriore spiegazione a un altro mistero, quello dalla materia oscura<\/strong><\/a>.<\/div>\n

Secondo la teoria pi\u00f9 acclarata, i buchi neri si sarebbero formati dalle supernove, ma se questo fosse vero i buchi neri non potrebbero essere nati prima<\/em> della formazione delle stelle. Savvas Koushiappas<\/strong>\u00a0(Brown University) e Abraham Loeb<\/strong> (Harvard University)\u00a0hanno trovato un modo, per\u00f2, per mettere la loro idea alla prova calcolando la prima epoca in cui i buchi neri barionici \u2013 quelli fatti della materia che vediamo nelle stelle e nei pianeti \u2013 possano essersi formati.<\/p>\n

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\u00abSappiamo molto bene che i buchi neri possono essersi formati dal crollo di grandi stelle, o come abbiamo visto di recente, dalla fusione di due stelle di neutroni\u00bb, ha detto Koushiappas, \u00abma \u00e8 stato ipotizzato che potessero esserci buchi neri anche prima che le stelle si formassero\u00bb. Secondo i due ricercatori, poco dopo il Big Bang le fluttuazioni quantistiche portarono alla distribuzione della materia che oggi osserviamo nell\u2019Universo in espansione. I due suggeriscono che alcune di queste fluttuazioni di densit\u00e0 potrebbero essere state abbastanza importanti da provocare la nascita dei buchi neri in tutto l\u2019Universo. La teoria dei cosiddetti buchi neri primordiali \u00e8 stata avanzata per la prima volta all\u2019inizio degli anni Settanta da Stephen Hawking e dai suoi collaboratori, ma non sono mai stati rilevati (in realt\u00e0 non \u00e8 affatto chiaro se esistano).<\/p>\n

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Immagine simulata di due buchi neri che si scontrano producendo onde gravitazionali. Crediti: The Sxs (Simulating eXtreme Spacetimes) Project \u2013 Ligo\/Nasa)<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

Allora a cosa servono le onde gravitazionali? Strumenti futuri (o gi\u00e0 esistenti come Ligo e Virgo) che indagano sulle \u201conde di Einstein\u201d saranno in grado di \u201cguardare\u201d indietro nel tempo fino a epoche precedenti la formazione delle prima stelle: se fosse possibile assistere alla fusione di due buchi neri gi\u00e0 a quei tempi, allora verrebbe confermata la teoria secondo la quale questi oggetti primordiali non sono di origine stellare.<\/p>\n

Koushiappas e Loeb hanno calcolato la distanza spaziotemporale alla quale le fusioni tra i buchi neri non dovrebbero pi\u00f9 essere rilevate assumendo solo l\u2019origine stellare. Questo \u201cdistanza\u201d si chiama in gergo tecnico\u00a0redshift\u00a0<\/strong><\/em>(letteralmente \u201cspostamento verso il rosso\u201d) e non \u00e8 altro che\u00a0l\u2019allungamento della lunghezza d\u2019onda della luce associata all\u2019espansione dell\u2019Universo. Pi\u00f9 un evento \u00e8 lontano nel tempo, pi\u00f9 \u00e8 grande il\u00a0redshift<\/em>. I due scienziati hanno dimostrato nel loro studio che a un\u00a0redshift\u00a0<\/em>di 40 (cio\u00e8 65 milioni di anni dopo il Big Bang) gli eventi di fusione dovrebbero essere rilevati con un tasso non superiore a uno all\u2019anno, ipotizzando l\u2019origine stellare dei buchi neri. Con redshift<\/em> superiori\u00a0a 40, gli eventi dovrebbero scomparire del tutto. Osservare a una distanza pari a un\u00a0redshift<\/em> di 40\u00a0dovrebbe essere alla portata di diversi esperimenti gravitazionali attualmente in fase di progettazione: se questi strumenti dovessero rilevare eventi di fusione tra due buchi neri oltre quella distanza, allora la teoria sui buchi neri primordiali sarebbe confermata.<\/p>\n

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L\u2019unica spiegazione alternativa rimarrebbe l\u2019ipotesi di un Universo\u00a0non-gaussiano<\/em>, notano gli autori, ma questo implicherebbe il ricorso a un a nuova fisica per rendere contro delle fluttuazioni primordiali.<\/p>\n

Per saperne di pi\u00f9:<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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