Gli scienziati rivelano la perdita di otto miliardi di anni luce di evoluzione dell’universo

Le onde gravitazionali generate da singole fusioni binarie trasportano informazioni sullo spazio-tempo e sulla materia nucleare negli ambienti più estremi dell'Universo. Osservazioni individuali delle onde gravitazionali tracciano l'evoluzione delle stelle , agglomerati di stelle e galassie

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Nel 2019, i rivelatori di onde gravitazionali LIGO-VIRGO hanno registrato dati provenienti da 35 buchi neri e stelle di neutroni. Un grande risultato, ma secondo il dottor Rory Smith del ARC Center of Excellence in Gravitational Wave Discovery presso la Monash University in Australia, è probabile che ci siano altri 2 milioni di eventi di onde gravitazionali derivanti dalla fusione dei buchi neri (una coppia di buchi neri che si fonde ogni 200 secondi e una coppia di stelle di neutroni ogni 15 secondi) che gli scienziati non rilevano.

Il Dr. Smith e i suoi colleghi della Monash University, hanno sviluppato un metodo per rilevare la presenza di questi eventi deboli o di “sfondo” che fino ad oggi sono passati inosservati, senza doverli rilevare singolarmente. Il metodo è attualmente testato dalla comunità LIGO: “questo significa che potremmo essere in grado di osservare 8 miliardi di anni luce oltre a quanto già stiamo osservando, e questo studio ci fornirà un’istantanea di come appariva l’universo primordiale fornendo allo stesso tempo informazioni sulla sua evoluzione “, ha spiegato lo studioso.


La ricerca, recentemente pubblicata sulla rivista Royal Astronomical Society , illustra in dettaglio come gli studiosi misureranno le proprietà di uno sfondo di onde gravitazionali da milioni di fusioni irrisolte di buchi neri.

Le fusioni binarie di un buco nero rilasciano enormi quantità di energia sotto forma di onde gravitazionali e ora vengono regolarmente rilevate dalla rete di rivelatori Advanced LIGO-Virgo. Secondo il coautore Eric Thrane di OzGrav-Monash, queste onde gravitazionali generate da singole fusioni binarie “trasportano informazioni sullo spazio-tempo e sulla materia nucleare negli ambienti più estremi dell’Universo. Osservazioni individuali delle onde gravitazionali tracciano l’evoluzione delle stelle, agglomerati di stelle e galassie”.

Mettendo insieme le informazioni di molti eventi di fusione, possiamo iniziare a capire gli ambienti in cui le stelle vivono e si evolvono e cosa causa il loro destino finale come buchi neri. Più lontano vediamo le onde gravitazionali di queste fusioni, più giovane è l’Universo quando si formarono. Possiamo tracciare l’evoluzione delle stelle e delle galassie nel tempo cosmico, fino a quando l’Universo era una frazione della sua era attuale. “

I ricercatori misurano le proprietà delle fusioni binarie di un buco nero, come la distribuzione delle masse. La stragrande maggioranza delle concentrazioni binarie compatte produce onde gravitazionali che sono troppo deboli per sviluppare rilevazioni inequivocabili, quindi ai nostri osservatori mancano enormi quantità di informazioni.

Inoltre, le inferenze fatte sui del buchi neri possono essere suscettibili a un” bias di selezione a causa del fatto che vediamo solo una manciata dei sistemi più rumorosi e più vicini. Bias di selezione significa che potremmo avere solo un’istantanea dei buchi neri, piuttosto che il quadro completo “, ha chiarito il Dr. Smith.

L’analisi sviluppata da Smith e Thrane è in fase di test ed utilizza osservazioni del mondo reale dei rivelatori LIGO-VIRGO: il programma potrà essere pienamente operativo entro pochi anni.