Nel 2019, gli osservatori LIGO e Virgo hanno captato un segnale unico nel suo genere: un evento di onde gravitazionali, chiamato GW190521, durato meno di un decimo di secondo.
A differenza dei tipici e prolungati “cinguettii” prodotti dalla fusione di buchi neri in un’orbita a spirale, questo evento si è manifestato come un “schiocco” netto. La spiegazione più accreditata finora è che si sia trattato dell’incontro casuale tra due buchi neri, che si sono catturati a vicenda.
La strana storia di GW190521: Un “schiocco” gravitazionale
Un nuovo studio ha proposto un’alternativa molto più affascinante per spiegare GW190521: un’eco di una collisione di buchi neri avvenuta in un altro universo, che si sarebbe manifestata nel nostro attraverso un wormhole collassato. Sebbene la fusione di buchi neri all’interno del nostro universo rimanga l’interpretazione preferita, un team guidato dal fisico Qi Lai dell’Accademia Cinese delle Scienze sostiene che l’ipotesi del wormhole non può essere completamente esclusa.
Se l’evento di onde gravitazionali GW190521 fosse l’eco di una collisione inter-universale, le implicazioni per la fisica e la cosmologia sarebbero immense. Questa non sarebbe solo una prova tangibile dell’esistenza dei wormhole, strutture teorizzate dalla relatività generale ma mai osservate, ma aprirebbe anche una nuova, straordinaria finestra sull’universo.
I wormhole sono, in sostanza, scorciatoie nello spaziotempo, ponti che potrebbero collegare regioni remote del nostro universo o addirittura universi paralleli. Se fosse un wormhole, non si tratterebbe di un evento isolato; fenomeni simili potrebbero verificarsi altrove, fornendo agli scienziati una nuova classe di segnali da cercare. Questi “echi” gravitazionali potrebbero, in teoria, trasportare informazioni uniche sulle proprietà fisiche dei wormhole stessi. Studiare le caratteristiche di questi segnali, come la loro durata e la frequenza, permetterebbe di ricavare dati sulla geometria e sulla stabilità di queste strutture ipotetiche.
In questo scenario, gli osservatori di onde gravitazionali come LIGO e Virgo si trasformerebbero in strumenti per l’esplorazione multi-universale. Tuttavia, è importante sottolineare che questa affascinante ipotesi rimane, per ora, un’alternativa speculativa. La spiegazione più probabile è ancora un evento più “convenzionale” all’interno del nostro Universo.
Un segnale enigmatico
Le onde gravitazionali che siamo in grado di rilevare sono perturbazioni nello spaziotempo, prodotte da eventi cosmici catastrofici. La loro origine principale è la collisione di oggetti estremamente massicci e densi, come i buchi neri e le stelle di neutroni. Tuttavia, non è solo la collisione finale a generare queste increspature. Quando due buchi neri orbitano l’uno intorno all’altro in un sistema binario, i loro campi gravitazionali interagiscono producendo increspature inizialmente deboli, che diventano sempre più forti man mano che si avvicinano.
Questa fusione a spirale crea una forma d’onda crescente, comunemente definita “cinguettio”. L’evento, tuttavia, non ha mostrato la parte iniziale di questo segnale a spirale. L’onda è stata registrata solo nella sua fase finale, nonostante la massa del buco nero risultante — 142 volte quella del Sole — fosse sufficiente per essere rilevabile. Questo ha portato gli scienziati a ipotizzare che i buchi neri non fossero in un’orbita binaria stabile, ma si fossero semplicemente incrociati, venendo risucchiati l’uno dall’altro e fondendosi.
Il fisico Qi Lai e il suo team hanno proposto un’altra affascinante spiegazione. Hanno ipotizzato che l’oggetto formatosi dalla fusione dei due buchi neri non fosse un buco nero finale, ma un wormhole che poi è collassato. Se questa teoria fosse corretta, riceveremmo solo un breve lampo di dati di onde gravitazionali corrispondente al collasso del wormhole, giustificando la brevità e la natura unica del segnale. Per verificare questa ipotesi, i ricercatori hanno sviluppato un modello di forma d’onda per il wormhole e lo hanno confrontato con i dati raccolti da LIGO e Virgo, mettendolo a confronto anche con il modello standard di una fusione binaria.
Un’apertura verso altri universi?
Nonostante la forma d’onda della fusione di un buco nero binario si sia adattata leggermente meglio al segnale osservato rispetto a quella del wormhole, la differenza è stata minima. Secondo i ricercatori, questo lascia un margine di incertezza sufficiente a non escludere l’affascinante scenario che GW190521 possa rappresentare il primo indizio dell’esistenza di un altro universo al di là dei confini del nostro.
Sebbene l’idea che i wormhole esistano non sia ancora una certezza scientifica, dato che questa spiegazione si basa su una fisica “esotica”, i ricercatori sostengono che il caso meriti di essere approfondito. Il breve segnale potrebbe essere il primo di una serie di eventi simili da studiare.
Per fare luce su questi eventi, gli scienziati propongono di analizzare e confrontare altri segnali, come quello della fusione di buchi neri più massiccia finora registrata, GW231123, che ha generato un oggetto 225 volte più grande del Sole e ha mostrato una durata relativamente breve, simile a GW190521. Questo approccio comparativo potrebbe fornire le prove necessarie per determinare quale scenario — quello della fusione di buchi neri o quello del wormhole — sia più probabile.
La ricerca è disponibile sul server di preprint arXiv.
