La rilevazione delle onde gravitazionali conferma la "profezia" di Einstein e Hawking sui buchi neri.

Gli scienziati hanno appena registrato i segnali di onde gravitazionali più dettagliati provenienti da una collisione tra buchi neri, confermando così per la prima volta due importanti previsioni di Einstein e Hawking sui buchi neri.

Quando due buchi neri si fondono, creano delle increspature nello spazio chiamate onde gravitazionali. I rilevatori sulla Terra possono "catturare" questi segnali, aiutando gli scienziati a comprendere meglio l'universo. - Foto: Maggie Chiang/Simons Foundation

I buchi neri, questi "mostri cosmici" con una forza gravitazionale così immensa che nemmeno la luce può sfuggire, sono da tempo un argomento affascinante per gli scienziati.

Nonostante siano comparsi nei lavori teorici di Albert Einstein più di un secolo fa e siano stati ampiamente studiati da Stephen Hawking nel XX secolo, i buchi neri rimangono l'argomento più inaccessibile dell'universo a causa della loro natura "invisibile".

Onde gravitazionali: la chiave per svelare i segreti dello studio dei buchi neri.

Nel 2015, l'osservatorio di onde gravitazionali LIGO (USA) ha rilevato per la prima volta le onde gravitazionali, ovvero increspature nello spaziotempo causate dalla collisione di due buchi neri nell'universo distante. Questa scoperta è stata paragonata all'"apertura di un nuovo senso" per l'osservazione dell'universo e ha inoltre offerto l'opportunità di testare direttamente le teorie sui buchi neri.

Tuttavia, i dati iniziali non sono sufficientemente dettagliati per confermare queste due previsioni chiave.

Una di queste è la teoria di Kerr di Einstein. Secondo la relatività generale, i buchi neri possono essere descritti solo da due proprietà fondamentali: massa e spin. Tutte le altre caratteristiche "scompaiono" quando si cade in un buco nero, un fenomeno noto come "teorema senza capelli".

In secondo luogo, c'è il teorema dell'area di Hawking. Nel 1971, Stephen Hawking predisse che l'area dell'orizzonte degli eventi di un buco nero, il confine da cui nulla può sfuggire, può solo rimanere costante o aumentare nel tempo, mai diminuire.

Questo principio è considerato simile alla seconda legge della termodinamica, la quale afferma che l'entropia (il grado di disordine) dell'universo è sempre in aumento.

Una svolta dopo un decennio

Secondo Sciencedaily , la collaborazione internazionale LIGO-Virgo-KAGRA ha recentemente pubblicato nuovi risultati di ricerca sulla rivista Physical Review Letters . Hanno registrato i segnali di onde gravitazionali più dettagliati mai registrati, provenienti dalla collisione di due buchi neri (evento GW250114), che ha creato un buco nero supermassiccio con una massa 63 volte quella del Sole e una velocità di rotazione di 100 giri al secondo.

Grazie a progressi tecnologici rivoluzionari, gli scienziati hanno ottenuto per la prima volta un "quadro completo" degli eventi precedenti e successivi alla fusione di due buchi neri. Da questi dati, hanno confermato simultaneamente due ipotesi:

I buchi neri sono descritti con precisione dalla loro massa e rotazione, proprio come previsto dalla teoria della relatività generale di Einstein.

L'area dell'orizzonte degli eventi è aumentata solo dopo la fusione, in accordo con il teorema dell'area di Hawking.

Einstein (a destra) e Hawking (a sinistra) fecero osservazioni accurate sulla natura dei buchi neri - Foto: MashableIndia

Dai buchi neri alla natura dell'universo

La dimostrazione del teorema di Hawking rivela una sorprendente analogia tra i buchi neri e la termodinamica. In altre parole, la crescita della superficie di un buco nero è simile all'aumento dell'entropia, il che implica che i buchi neri potrebbero essere una "finestra matematica" che ci permette di acquisire una comprensione più profonda della natura dello spazio, del tempo e persino del più grande sforzo della fisica moderna: unificare la relatività generale e la meccanica quantistica nella gravità quantistica.

Maximiliano Isi, membro del team di ricerca, ha dichiarato: "Questa è la prova più chiara finora ottenuta che i buchi neri nello spazio assomigliano davvero a quanto descritto da Einstein nella sua teoria. Il fatto che la superficie di un buco nero segua un modello di entropia simile ha implicazioni molto profonde per la natura dell'universo."

Nel prossimo decennio, i rivelatori di onde gravitazionali saranno 10 volte più sensibili di quelli attuali. Il progetto successore del Laser Interferometer Space Antenna è in fase di costruzione e promette di catturare le vibrazioni provenienti dai buchi neri supermassicci al centro delle galassie.

A più di 100 anni da quando Einstein predisse l'esistenza dei buchi neri utilizzando equazioni matematiche, e a più di mezzo secolo da quando Hawking ne dimostrò teoricamente l'esistenza, l'umanità ha finalmente iniziato a "sentire" e "vedere" direttamente i segnali che ne confermano la validità.

I buchi neri, che prima esistevano solo nei libri di scienza, stanno gradualmente diventando un'entità "reale" agli occhi degli astronomi, e ogni segnale di onde gravitazionali registrato rappresenta un passo avanti nell'aiutare l'umanità a comprendere meglio il misterioso universo in cui viviamo.

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MINH HAI

Fonte: https://tuoitre.vn/phat-hien-song-hap-dan-xac-nhan-tien-tri-cua-einstein-va-hawking-ve-ho-den-20250913075131812.htm