Un nuovo metodo per misurare l’espansione dell’universo utilizzando le onde gravitazionali
Un team di ricercatori del Centro Internazionale per le Scienze Teoriche di Bengaluru ha proposto un metodo innovativo per misurare il tasso di espansione dell’universo. Questo metodo si basa sull’uso delle onde gravitazionali generate dalla fusione di coppie di buchi neri. Grazie a sofisticati rilevatori di onde gravitazionali, i ricercatori intendono esaminare ripetute fusioni di buchi neri e il ritardo tra di esse per calcolare il tasso di espansione, senza la necessità di informazioni precise sulle galassie o sulle coppie di buchi neri coinvolte.
Il problema dell’espansione dell’universo
Nel 1929, gli astronomi scoprirono che le galassie si stanno allontanando l’una dall’altra. Interpretarono questa osservazione come una prova che l’universo è in espansione. Tuttavia, quando cercarono di misurare la velocità di questa espansione, ottennero risultati diversi a seconda del metodo utilizzato. Questa discrepanza continua a rappresentare un problema nella descrizione dell’universo in espansione.
Una possibile soluzione
Una possibile soluzione a questo problema è stata proposta da un team di ricerca guidato da Souvik Jana del Centro Internazionale per le Scienze Teoriche di Bengaluru. Il loro articolo, recentemente pubblicato sulla rivista Physical Review Letters, è stato evidenziato come suggerimento dell’editore.
Le onde gravitazionali come strumento di misura
La soluzione proposta si basa sullo studio delle onde gravitazionali, oscillazioni dello spazio-tempo, che gli astronomi hanno rilevato per la prima volta nel 2015. Il team ha studiato come la gravità stessa influisce sulle onde gravitazionali.
Il fenomeno della lente gravitazionale
Quando coppie di buchi neri si fondono in un unico buco nero, emettono onde gravitazionali. Quando queste onde raggiungono la Terra, rilevatori di lunghezza chilometrica aiutano gli scienziati a studiare le proprietà delle coppie di buchi neri. Le galassie massicce che occupano lo spazio tra i buchi neri e la Terra modificano i percorsi di queste oscillazioni dello spazio-tempo, facendo sì che i rilevatori registrino più copie delle stesse onde. Gli astronomi chiamano questo fenomeno lente gravitazionale.
La lente gravitazionale e le onde gravitazionali
“Abbiamo osservato la lente gravitazionale della luce per oltre un secolo”, ha dichiarato Parameswaran Ajith, coautore dello studio. “Ci aspettiamo la prima osservazione di onde gravitazionali lente nei prossimi anni!”
La ricerca dei buchi neri in fusione
Nel corso dei prossimi due decenni, gli scienziati inizieranno a utilizzare rilevatori di onde gravitazionali avanzati alla ricerca dei buchi neri in fusione. “I futuri rilevatori saranno in grado di vedere a distanze molto più grandi rispetto a quelli attuali”, ha spiegato Shasvath J. Kapadia, del Centro Interuniversitario per l’Astronomia e l’Astrofisica di Pune, uno dei coautori dello studio.
Il metodo proposto
Il team guidato da Souvik ha dimostrato che contando il numero di fusioni di buchi neri ripetute e studiando il ritardo tra di esse, possono misurare il tasso di espansione dell’universo. Man mano che i dati dai rilevatori di onde gravitazionali avanzati arriveranno nel corso dei prossimi due decenni, il loro metodo potrebbe potenzialmente misurare con precisione il tasso di espansione dell’universo.
Un metodo che non richiede informazioni precise
La proposta del team, ha detto Souvik, non richiede di conoscere le proprietà delle singole galassie che creano più copie di onde gravitazionali, le distanze alle coppie di buchi neri, o persino la loro esatta posizione nel cielo. Richiede solo un metodo accurato per sapere quali segnali sono lenti. Gli scienziati stanno migliorando le loro tecniche per identificare i segnali ripetuti, aggiunge Shasvath.
Le onde gravitazionali e la materia oscura
La ricerca in corso del team suggerisce che le future osservazioni di onde gravitazionali lente serviranno come strumento per studiare le proprietà della materia oscura, una forma di materia che non interagisce con la luce. L’ipotesi della materia oscura risolve il problema degli astronomi di spiegare perché le galassie hanno la massa osservata. Tuttavia, gli scienziati non sono ancora sicuri delle proprietà della materia oscura, portando a vari modelli di materia oscura.
Conclusione
In conclusione, il metodo proposto dai ricercatori del Centro Internazionale per le Scienze Teoriche di Bengaluru potrebbe rappresentare un passo avanti significativo nella misurazione dell’espansione dell’universo. Utilizzando le onde gravitazionali generate dalla fusione di coppie di buchi neri, potrebbe essere possibile ottenere una misura più precisa del tasso di espansione dell’universo, senza la necessità di informazioni dettagliate sulle galassie o sui buchi neri coinvolti.