Uno dei più grandi misteri dell’universo sta nel fatto che si sta espandendo sempre più velocemente e nessuno sa da che cosa possa essere causata questa accelerazione. Varie teorie sono state proposte e secondo alcune di esse questa accelerazione dipenderebbe dai cambiamenti delle modalità con le quali la stessa gravità funziona su larga scala, come spiega Jose María Ezquiaga, un ricercatore del Kavli Institute for Cosmological Physics presso l’UChicago che ha condotto un nuovo studio pubblicato su Physical Review D. Secondo il ricercatore si potrebbe scoprire l’esistenza di queste modifiche della gravità, qualora esistano, studiando le onde gravitazionali.
Cosa sono le onde gravitazionali
Le onde gravitazionali sono definibili come increspature nel tessuto dello spazio-tempo. Le prime onde gravitazionali, già teorizzate da Einstein nel secolo scorso, sono state intercettate solo nel 2015 grazie ad appositi osservatori. Cominciano a propagarsi quando due oggetti di grossa massa si scontrano. Quando questo avviene, si crea una sorta di increspatura che viaggia attraverso lo spazio–tempo e che trasporta con sé vari importanti informazioni come una sorta di “firma”. Le onde gravitazionali possono essere causate, per esempio, dallo scontro tra due buchi neri oppure tra due stelle di neutroni.
Onde gravitazionali possono colpire oggetto di grossa massa
Secondo Ezquiaga e colleghi, queste onde gravitazionali, una volta partite dal punto in cui è avvenuto questo scontro, potrebbero colpire un buco nero supermassiccio o un ammasso di galassie durante il loro tragitto verso la Terra. A quel punto la stessa “firma” dell’increspatura subirebbe dei cambiamenti. E se ci fossero livelli di gravità diversi rispetto a quanto teorizzato da Einstein in diversi punti dell’universo, ciò forse potrebbe essere compreso proprio da questa firma modificata.
Onde gravitazionali con “firme” modificate
A seconda di ciò a cui andrebbe incontro, infatti, secondo i due ricercatori, la firma dell’onda gravitazionale potrebbe portare con sé una determinata “eco”, “un nuovo modo per sondare scenari che non potevano essere testati prima”, come spiega lo stesso Ezquiaga.
È un po’quello che avviene con la normale luce quando viene “deviata” da un oggetto di grossa massa che si interpone tra noi e l’oggetto stesso che ha generato la luce, un fenomeno detto “lente gravitazionale”.
Certamente un ulteriore livello di complessità in un argomento, quale quello delle onde gravitazionali, già abbastanza difficile da trattare.
In futuro rilevabili centinaia di onde gravitazionali all’anno
Secondo quanto spiega Ezquiaga, le onde gravitazionali dell’universo sarebbero abbastanza comuni, anche se riusciamo ad intercettarne relativamente poche con gli strumenti di cui disponiamo oggi.
Con il prossimo aggiornamento dell’osservatorio LIGO, un aggiornamento che sarà attuato per rendere il rilevatore ancora più sensibile, se ne potranno intercettare forse centinaia all’anno. Questo renderebbe più probabile intercettarne una con una firma “modificata”, ossia una che ha attraversato un oggetto dall’enorme massa.
E proprio tale onda gravitazionale potrebbe essere analizzata per ottenere indizi e dati molto interessanti sulla gravità dell’universo stesso.
Approfondimenti
- Phys. Rev. D 102, 124048 (2020) – Gravitational wave lensing beyond general relativity: Birefringence, echoes, and shadows (IA) (DOI: 10.1103/PhysRevD.102.124048)
