Gli echi nei segnali delle onde gravitazionali suggeriscono che l'orizzonte degli eventi di un buco nero potrebbe essere più complicato di quanto gli scienziati attualmente pensino.

Una ricerca dell'Università di Waterloo riporta il primo tentativo di rilevamento di questi echi, causata da una microscopica "peluria" quantistica che circonda i buchi neri appena formati.

Le onde gravitazionali sono increspature nel tessuto dello spazio-tempo, causato dalla collisione di massicci, oggetti compatti nello spazio, come buchi neri o stelle di neutroni.

"Secondo la teoria della relatività generale di Einstein, nulla può sfuggire alla gravità di un buco nero una volta superato un punto di non ritorno, noto come orizzonte degli eventi, " ha spiegato Niayesh Afshordi, professore di fisica e astronomia a Waterloo. "Questa è stata la comprensione degli scienziati per molto tempo fino a quando Stephen Hawking ha usato la meccanica quantistica per prevedere che le particelle quantistiche fuoriescano lentamente dai buchi neri, che ora chiamiamo radiazione di Hawking.

"Gli scienziati non sono stati in grado di determinare sperimentalmente se la materia sta sfuggendo ai buchi neri fino al recentissimo rilevamento delle onde gravitazionali, " ha detto Afshordi. "Se il fuzz quantistico responsabile della radiazione di Hawking esiste attorno ai buchi neri, le onde gravitazionali potrebbero rimbalzare su di esso, che creerebbe segnali di onde gravitazionali più piccoli in seguito al principale evento di collisione gravitazionale, simile agli echi ripetuti."

Afshordi e il suo coautore Jahed Abedi del Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Germania, hanno riportato i primi risultati provvisori di questi echi ripetuti, fornendo prove sperimentali che i buchi neri possono essere radicalmente diversi da ciò che prevede la teoria della relatività di Einstein, e mancano di orizzonti degli eventi.

Hanno usato i dati delle onde gravitazionali dalla prima osservazione di una collisione di una stella di neutroni, registrati dai rilevatori di onde gravitazionali LIGO/Virgo.

Gli echi osservati da Afshordi e Abedi corrispondono agli echi simulati previsti dai modelli di buchi neri che spiegano gli effetti della meccanica quantistica e della radiazione di Hawking.

"I nostri risultati sono ancora provvisori perché c'è una possibilità molto piccola che ciò che vediamo sia dovuto a un rumore casuale nei rilevatori, ma questa possibilità diventa meno probabile man mano che troviamo più esempi, " ha detto Afshordi. "Ora che gli scienziati sanno cosa stiamo cercando, possiamo cercare altri esempi, e avere una conferma molto più solida di questi segnali. Una tale conferma sarebbe la prima sonda diretta della struttura quantistica dello spazio-tempo".

Lo studio, "Echi dall'Abisso:un residuo di buco nero altamente rotante per la fusione di stelle di neutroni binarie GW170817, " è stato pubblicato nel Journal of Cosmology and Astroparticle Physics a novembre, ed è stato insignito del primo premio Buchalter Cosmology Prize questo mese.