Gli scienziati hanno annunciato che il segnale di onde gravitazionali GW250114, rilevato il 14 gennaio 2025, rappresenta l'osservazione più chiara di buchi neri in collisione mai registrata, fornendo una conferma senza precedenti della teoria della relatività generale di Albert Einstein. I risultati, pubblicati su Physical Review Letters il 29 gennaio 2026, segnano una pietra miliare importante nell'astronomia delle onde gravitazionali poiché i ricercatori hanno estratto per la prima volta con alta confidenza molteplici toni vibrazionali dalla collisione cosmica.
Il segnale ha raggiunto un notevole rapporto segnale-rumore di circa 77-80, superando di gran lunga il precedente record di 42 stabilito dall'onda gravitazionale GW230814. L'evento ha coinvolto due buchi neri situati a circa 1,3 miliardi di anni luce dalla Terra, ciascuno con masse tra 30 e 40 volte quella del nostro Sole. La collisione e la successiva fusione hanno prodotto increspature nello spaziotempo che hanno viaggiato attraverso l'universo prima di raggiungere i rilevatori del Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory negli Stati Uniti.
Per la prima volta, i ricercatori sono stati in grado di identificare con sicurezza due modi distinti di onde gravitazionali durante la fase di ringdown, il momento in cui il buco nero appena formato si stabilizza nel suo stato finale. Questi modi funzionano in modo simile ai suoni caratteristici che una campana produce quando viene colpita, con frequenze in qualche modo simili ma diversi tassi di decadimento. Il team ha anche posto limiti su un terzo tono vibrazionale. Secondo il fisico Keefe Mitman, misurare un singolo tono permette agli scienziati di calcolare la massa e lo spin del buco nero finale, mentre rilevare due o più toni rende possibile eseguire molteplici verifiche indipendenti.
La scoperta fornisce conferma sperimentale del teorema dell'area di Stephen Hawking del 1971, che afferma che l'orizzonte degli eventi di un buco nero non può mai diminuire di dimensione. L'analisi ha identificato il primo overtone della soluzione di Kerr per un buco nero rotante con un livello di significatività statistica di 4,1 sigma. La ricerca è stata condotta dalla LIGO Scientific Collaboration in collaborazione con la Virgo Collaboration in Italia e la KAGRA Collaboration in Giappone, rappresentando uno sforzo internazionale coordinato per sondare la natura fondamentale della gravità.
Sebbene il segnale GW250114 si comporti esattamente come prevede la relatività generale, i ricercatori credono che future osservazioni di onde gravitazionali possano rivelare deviazioni che potrebbero offrire indizi su misteri di lunga data in fisica. La relatività generale non può spiegare fenomeni come l'energia oscura e la materia oscura, e la teoria fallisce quando gli scienziati tentano di conciliarla con la meccanica quantistica. I fisici sperano che misurazioni più precise delle onde gravitazionali riveleranno eventualmente firme della gravità quantistica, potenzialmente colmando il divario tra la descrizione classica di Einstein dello spaziotempo e il mondo quantistico che governa le particelle subatomiche.
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