I fisici hanno mostrato cosa succede quando due buchi neri si scontrano

Le fusioni dei buchi neri sono uno dei pochi eventi nell'Universo che hanno abbastanza energia per farlo

produrre onde gravitazionali rilevabili.I fisici della Johns Hopkins University hanno costruito un modello di onde gravitazionali che, come increspature su uno stagno, si irradiano dal punto di collisione dei buchi neri, distorcendo lo spazio-tempo.

Simulazione della collisione di un buco nero. Video: Università John Hopkins

Le onde gravitazionali sono estremamente piccole.Tipicamente, i fisici hanno studiato le onde emesse dalle fusioni di buchi neri semplificando la relatività generale: hanno usato versioni delle equazioni che ignorano i deboli e quasi impercettibili ma importanti effetti gravitazionali della fusione.

In un nuovo studio, gli scienziati hanno presentato un approccio “frontale”collisione di buchi neri che si muovono alla velocità della luce. Sebbene un tale impatto sia estremamente improbabile, le simulazioni di questa situazione mostrano onde abbastanza forti da consentire agli scienziati di rilevare non linearità o effetti gravitazionali che vengono ignorati nelle simulazioni “semplicistiche”. 

La relatività generale è non lineare, il che significa che anche le onde gravitazionali produrranno più onde gravitazionali.

Mark Ho-Yuk Cheung, fisico alla Johns Hopkins University, capo ricercatore

I ricercatori ne hanno studiato anche un altro, di piùsituazione probabile: fusione graduale di due buchi neri in orbita l'uno attorno all'altro. In questa situazione, gli scienziati hanno scoperto anche segni di propagazione non lineare delle onde gravitazionali.  

Illustrazione artistica della fusione di due neribuchi. Il comportamento delle onde gravitazionali nella fase iniziale (quando si avvicina) e dopo la fusione può essere descritto da equazioni lineari, ma il processo di fusione stesso rivela effetti non lineari. Immagine: Kip Thorne (in alto); BP Abbott et al. (in basso), American Physical Society

I risultati indicano che le fusioni di buchi neri non possono essere studiate utilizzando equazioni lineari semplificate e che i modelli esistenti devono essere adattati.

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