GW150914 ha davvero creato un buco nero?
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Uno studio, condotto in un team al quale ha partecipato Paolo Pani, mostra come l'oggetto derivato dalla fusione di due buchi neri potrebbe non essere un buco nero. Questione di "suoni"


Fonte Phys.org


Dal blog del Dott. Paolo Pani - "The Gravity Room", per gentile concessione Un direttore di orchestra può facilmente distinguere il suono di un gong da quello di una campana semplicemente dal differente rumore. Un astronomo può riconoscere un buco nero da un altro oggetto compatto, scuro, semplicemente attraverso il segnale ricevuto tramite onde gravitazionali? Nell'ultimo lavoro di Paolo Pani, Vitor Cardoso e Edgardo Franzin sembrerebbe di no.  Lo scorso febbraio, la Collaborazione LIGO/Virgo ha annunciato la prima prova diretta di onde gravitazionali da parte dei due interferometri laser aLIGO. La storica scoperta è stata interpretata anche come la prima vera prova dell'esistenza dei buchi neri, gli oggetti più estremi dell'universo. Il segnale - chiamato GW150914 - corrisponde all'ultimo atto di due buchi neri massivi in reciproca orbita, sempre più stretta, fino - eventualmente - alla collisione in un terremoto dello spazio-tempo. I dati di LIGO mostrano molto fermamente che si tratta di due oggetti estremamente compatti e troppo massivi per essere stelle di neutroni. Pur fornendo prove convincenti all'esistenza dei buchi neri, la scoperta non ne rappresenta una prova sicura al 100%. Dopo tutto, la firma di oggetti compatti, massivi e scuri proviene abitualmente da osservazioni elettromagnetiche con rilevatori a infrarossi e raggi X.  Ciò che rende GW150914 realmente unico è il fatto che il segnale di onda gravitazionale contiene tutti gli stadi finali dell'evoluzione cosmica del sistema binario: i due oggetti hanno perso una enorme quantità di energia attraverso l'esmissione di onde gravitazionali, avvicinandosi reciprocamente e, eventualmente, fondendosi a formare un unico oggetto compatto di circa 62 masse solari. Dopo la fusione (durata soltanto pochi millisecondi) l'oggetto finale è stato fortemente distorto e ha subito una fase di aggiustamenti noti come "ringdown", fase durante la quale l'oggetto vibra più o meno come un tamburo percosso. Proprio come le onde del tamburo dipendono dalle proprietà dello strumento (forma, dimensione, materiale), i "modi di ringdown" dovrebbero trasportare le informazioni sulla natura dell'oggetto finale prodotto dalla fusione.  Un confronto tra il segnale ringdown di una particella che cade in un buco nero (tratteggiato) e la stessa particella che cade in un wormhole (red line). La geometria del wormhole è illustrata nell'angolo in alto a destra.    I buchi neri sono frammenti nel tessuto dello spazio-tempo e il loro limite visibile - noto come orizzonte degli eventi - vibra in una maniera molto particolare, predetta dopo decenni di lavoro senza sosta tramite le equazioni della Relatività Generale di Einstein. Gli scienziati sperano che, rilevando eventi come GW150914, si possa essere in grado di identificare i modi di vibrazione tipici del buco nero finale ("quasinormal mode") dal segnale ringdown. Questa si che sarebbe la prova inconfutabile che la fusione di due oggetti compatti in sistema binario possa portare alla formazione di un buco nero, come predetto dalla Teoria di Einstein.  Nel recente lavoro, il team dimostra che questo paradigma non è, tuttavia, corretto. Le vibrazioni di oggetti molto compatti ma privi di un orizzonte degli eventi (come wormhole) sono molto differenti da quelli di buchi neri (la frequenza è inferiore e durano molto più tempo). ma il segnale ringdown prodotto da questi "mimichers black-hole" è identico a quello di un buco nero nella prima parte (immagine). Soltanto in seguito la presenza dell'orizzonte degli eventi rende inconfondibile il segnale del buco nero. L'interferometro LIGO potrebbe non essere in grado, ancora, di arrivare a captare questa piccolissima differenza. Per approfondimenti, MEDIA INAF --- {{wormwave}} {{panieco}}