Il lampo ha colpito due volte - forse tre volte - e gli scienziati dell'Osservatorio sulle onde gravitazionali del laser interferometro, o LIGO, sperano che questo sia solo l'inizio di una nuova era di comprensione del nostro universo. Questo "lampo" si presenta sotto forma di onde gravitazionali inafferrabili e difficili da rilevare, prodotte da eventi giganteschi, come una coppia di buchi neri che si scontrano. L'energia rilasciata da un tale evento disturba il tessuto stesso dello spazio e del tempo, proprio come le increspature in uno stagno. L'annuncio di oggi è la seconda serie di increspature di onde gravitazionali rilevate da LIGO, in seguito alla prima rilevazione storica annunciata nel febbraio di quest'anno.
"Questa collisione è avvenuta 1,5 miliardi di anni fa", ha detto Gabriela Gonzalez della Louisiana State University in una conferenza stampa per annunciare il nuovo rilevamento, "e con questo possiamo dirvi che l'era dell'astronomia delle onde gravitazionali è iniziata".
La prima rilevazione di LIGO delle onde gravitazionali dalla fusione dei buchi neri è avvenuta il 14 settembre 2015 e ha confermato una previsione importante della teoria della relatività generale di Albert Einstein del 1915. La seconda rilevazione è avvenuta il 25 dicembre 2015 ed è stata registrata da entrambi i rilevatori gemelli LIGO.
Mentre il primo rilevamento delle onde gravitazionali rilasciate dalla violenta fusione del buco nero è stato solo un piccolo "cinguettio" che è durato solo un quinto di secondo, questo secondo rilevamento è stato più di un "whoop" che è stato visibile per un intero secondo in i dati. Ascolta in questo video:
"Questo è ciò che chiamiamo musica per gravità", ha detto González mentre riproduceva il video durante la conferenza stampa di oggi.
Mentre le onde gravitazionali non sono onde sonore, i ricercatori hanno convertito l'oscillazione e la frequenza dell'onda gravitazionale in un'onda sonora con la stessa frequenza. Perché i due eventi erano così diversi?
Dai dati, i ricercatori hanno concluso che la seconda serie di onde gravitazionali sono state prodotte durante i momenti finali della fusione di due buchi neri che erano 14 e 8 volte la massa del Sole, e la collisione ha prodotto un singolo buco nero rotante più massiccio 21 volte la massa del sole. In confronto, i buchi neri rilevati a settembre 2015 erano 36 e 29 volte la massa del Sole, fondendosi in un buco nero di 62 masse solari.
Gli scienziati hanno affermato che le onde gravitazionali ad alta frequenza provenienti dai buchi neri di massa inferiore colpiscono il "punto debole" della sensibilità dei rivelatori LIGO.
"È molto significativo che questi buchi neri fossero molto meno massicci di quelli osservati nel primo rilevamento", ha detto Gonzalez. “A causa delle loro masse più leggere rispetto al primo rilevamento, hanno trascorso più tempo - circa un secondo - nella banda sensibile dei rivelatori. È un inizio promettente per mappare le popolazioni di buchi neri nel nostro universo. ”
LIGO consente agli scienziati di studiare l'Universo in un modo nuovo, usando la gravità anziché la luce. LIGO utilizza i laser per misurare con precisione la posizione degli specchi separati l'uno dall'altro di 4 chilometri, circa 2,5 miglia, in due punti distanti oltre 3000 km, a Livingston, Louisiana e Hanford, Washington. Pertanto, LIGO non rileva direttamente l'evento di collisione del buco nero, ma rileva l'allungamento e la compressione dello spazio stesso. I rilevamenti finora sono il risultato della capacità di LIGO di misurare la perturbazione dello spazio con una precisione di 1 parte su mille miliardi di miliardi. Il segnale dell'ultimo evento, chiamato GW151226, è stato prodotto dalla materia convertita in energia, che ha letteralmente scosso lo spaziotempo come Jello.
Fulvio Ricci, membro del team LIGO, un fisico dell'Università di Roma La Sapienzaa, ha dichiarato che a ottobre è stata rilevata una terza "candidata" a un evento, che Ricci ha detto che preferisce chiamare un "trigger", ma era molto meno significativo e il segnale al rumore non abbastanza grande da essere considerato ufficialmente un rilevamento.
Ma comunque, ha detto il team, i due rilevamenti confermati indicano che i buchi neri sono molto più comuni nell'Universo di quanto si credesse in precedenza, e potrebbero spesso venire in coppia.
"La seconda scoperta" ha davvero messo la "O" per l'Osservatorio in LIGO ", ha dichiarato Albert Lazzarini, vicedirettore del laboratorio LIGO di Caltech. “Con il rilevamento di due eventi forti nei quattro mesi della nostra prima serie di osservazioni, possiamo iniziare a fare previsioni sulla frequenza con cui potremmo sentire le onde gravitazionali in futuro. LIGO ci sta offrendo un nuovo modo di osservare alcuni degli eventi più oscuri ma più energici del nostro universo. "
LIGO è ora offline per miglioramenti. Il prossimo ciclo di acquisizione dei dati inizierà questo autunno e i miglioramenti della sensibilità del rivelatore potrebbero consentire a LIGO di raggiungere fino a 1,5 o due volte di più del volume dell'universo rispetto al primo ciclo. Un terzo sito, il rivelatore Virgo situato vicino a Pisa, in Italia, con un design simile ai rivelatori gemelli LIGO, dovrebbe essere online durante la seconda metà della prossima serie di osservazioni di LIGO. La Vergine migliorerà la capacità dei fisici di localizzare la fonte di ogni nuovo evento, confrontando le differenze su scala di millisecondi nel tempo di arrivo dei segnali di onde gravitazionali in arrivo.
Nel frattempo, puoi aiutare il team LIGO con il progetto scientifico cittadino Gravity Spy attraverso Zooniverse.
Fonti per ulteriori letture:
Comunicati stampa:
Università del Maryland
Università nordoccidentale
Università della Virginia dell'Ovest
Pennsylvania State University
Lettere di revisione fisica: GW151226: osservazione delle onde gravitazionali da una coalescenza binaria a 22 buche di massa solare
Pagina dei fatti di LIGO, Caltech
Per un'eccellente panoramica delle onde gravitazionali, delle loro fonti e del loro rilevamento, dai un'occhiata all'eccellente serie di articoli di Markus Possel che abbiamo presentato su UT a febbraio:
