Mini buchi neri antichi rilevabili tramite debolissime onde gravitazionali?

I buchi neri primordiali sarebbero buchi neri di piccole dimensioni formatisi subito dopo il big bang. Furono teorizzati per la prima volta qualche decennio fa ma hanno riscosso nuovo interesse da qualche anno, ossia da quando diversi scienziati e cosmologi li hanno proposti come candidati principali per spiegare di cosa è fatta la materia oscura. Quest’ultima è una sostanza, per noi invisibile, che esercita comunque un’attrazione gravitazionale sulla materia visibile che ci circonda e dunque anche sui pianeti, sulle stelle e sulle galassie.

Mini buchi neri formatisi durante l’inflazione

Un nuovo studio, apparso su arXiv, rinvigorisce l’idea dell’effettiva esistenza di questi mini buchi neri formatisi all’inizio del tempo. Nello specifico i ricercatori Zhu Yi, Qing Gao, Yungui Gong e Zong-hong Zhu spiegano che essi potrebbero essersi formati proprio durante l’inflazione, una breve e caotica fase iniziale che ha visto l’universo espandersi a velocità inimmaginabili.
Durante questa fase lo spazio-tempo potrebbe essersi infatti curvato in maniera così intensa, prima poi di appiattirsi di nuovo verso la fine della stessa fase inflazionistica, da aver prodotto marcate fluttuazioni nella sua stessa struttura. Queste fluttuazioni o curvature avrebbero poi formato una corposa popolazione di mini buchi neri con una massa terrestre.

Si devono cercare le onde gravitazionali secondarie

Come dimostrare una teoria del genere? Un modo potrebbe esserci: si potrebbero cercare onde gravitazionali secondarie (secondary gravitational wave, SGW), come spiega Live Science riprendendo gli stessi autori dello studio.
Si tratta di onde gravitazionali molto più deboli di quelle onde gravitazionali di cui abbiamo sentito tanto parlare negli ultimi anni e che proprio pochi anni fa sono state rilevate sperimentalmente per la prima volta. Si tratterebbe di vibrazioni dell’universo così sottili che non sono percepibili con gli attuali rilevatori delle onde gravitazionali classiche.

Onde gravitazionali secondarie intercettabili tramite pulsar

Tuttavia potrebbero essere intercettati in futuro tramite due metodi. Nel primo potrebbero essere usati array di temporizzazione fatti da pulsar. Queste ultime sono vorticose stelle di neutroni che inviano dei lampi di energia mentre ruotano. Possono essere usate come degli orologi precisissimi.
Tuttavia questi segnali possono essere distorti da un’onda gravitazionale secondaria che passa tra la Terra e una pulsar. Anche se molto debole, un’onda gravitazionale secondaria potrebbe infatti deformare lo spazio-tempo tra noi e la pulsar stessa facendo in modo che il battito di quest’ultima arrivi un po’presto oppure può più tardi sulla Terra. Questa mancata sincronizzazione potrebbe essere rilevata da strumenti abbastanza sensibili. Tuttavia si tratterebbe di qualcosa di difficile da rilevare.

Rilevabili anche con Laser Interferometer Space Antenna (LISA),

Potrebbe essere possibile rilevarle tramite uno secondo metodo, ossia tramite nuove generazioni di rilevatori di onde gravitazionali molto più sensibili di quelli odierni che potrebbero captare queste onde secondarie più deboli.
A tal proposito potrebbe essere utile la Laser Interferometer Space Antenna (LISA), un nuovo rivelatore di onde gravitazionali spaziale, orbitante intorno alla Terra, che potrebbe essere lanciato dalla Agenzia Spaziale Europea già negli anni 2030.

Qualsiasi sia il metodo di rivelazione, se si scoprissero le onde gravitazionali secondarie, la scoperta sarebbe una prova dell’esistenza dei buchi neri primordiali formatisi all’inizio dell’universo e ciò potrebbe essere un indizio a sua volta del fatto che potrebbero essere in effetti la fonte primaria della materia oscura nell’universo.

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