Gli astronomi osservano regolarmente le onde gravitazionali (GW), increspature nello spazio e nel tempo, causate da coppie di buchi neri che si fondono in uno. La teoria della gravità di Einstein prevede che GW, che stringono e allungano lo spazio al loro passaggio, distorcerà permanentemente lo spazio, lasciando dietro di sé un "ricordo" dell'onda. Però, questo effetto memoria non è stato ancora rilevato, come sarebbe estremamente piccolo, lasciando solo le più deboli tracce.

I ricercatori dell'ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) della Monash University hanno finalmente sviluppato un metodo per cercare e rilevare la memoria GW. Guidato da OzGrav Ph.D. studente Moritz Huebner, il documento pubblicato di recente spiega la difficile conquista della ricerca della memoria analizzando i dati di numerose osservazioni. Huebner presenterà questi risultati all'Australian National Institute for Theoretical Astrophysics (ANITA) a Canberra giovedì 6 febbraio 2020.

I modelli scientifici si aspettano che la memoria lasci una traccia estremamente debole sui rivelatori che è molto più piccola delle onde della stessa collisione del buco nero. Perciò, i dati di molti eventi di onde gravitazionali devono essere combinati. Per fare questo, il team ha utilizzato alcuni dei modelli di memoria e GW più precisi sviluppati dallo studio delle fusioni di buchi neri.

"I nostri algoritmi esaminano attentamente i dati e misurano le prove esatte dell'esistenza della memoria GW, " ha detto Huebner.

Per ogni singola osservazione, questo metodo scrupoloso può richiedere centinaia di ore su un normale chip di computer per esplorare tutte le possibilità di come si è verificato un segnale GW:questo ha spinto i ricercatori a concentrarsi sulla messa a punto dell'impostazione per ridurre la quantità di ore di elaborazione senza compromettere la ricerca. Finora, i risultati della ricerca applicata alle prime 10 collisioni di buchi neri rilevati da LIGO e Virgo tra il 2015 e il 2017 si sono rivelati inconcludenti. LIGO e Virgo non sono ancora abbastanza sensibili per fare dichiarazioni sulla memoria GW.

Così, saremo mai in grado di rilevare la memoria?

"Per fortuna, ora possiamo usare i dati delle prime 10 collisioni di buchi neri e avere un'idea decente di quanti eventi GW osservabili ci saranno in futuro. Possiamo anche calcolare quante prove di memoria possono essere rilevate in ogni evento, " ha detto Huebner.

Durante tutto lo studio, i ricercatori hanno anche scoperto che il loro nuovo metodo di ricerca deve prendere dati da circa 2000 fusioni di buchi neri per rilevare la memoria. Anche se questo potrebbe sembrare poco plausibile, il team prevede di raggiungere questo numero entro la metà del 2020.

Più, LIGO e Virgo vengono continuamente aggiornati e hanno visto più di 40 fusioni da aprile 2019, quando è iniziata la terza corsa di osservazione. Con ulteriori progressi tecnologici e l'osservatorio giapponese KAGRA presto online, il team è fiducioso che rileverà più binari ogni giorno, il che alla fine porterà alla rivelazione della memoria GW.