Gli echi gravitazionali possono essere causati dalla collisione di due buchi neri, e può indicare che questi oggetti hanno proprietà fisiche completamente nuove. Questa conclusione è stata fatta dai fisici RUDN dopo una serie di calcoli matematici. Gli scienziati affermano che se l'esistenza del fenomeno dell'eco è confermata, gli astrofisici dovrebbero riconsiderare la loro visione degli oggetti spaziali compatti. I risultati dello studio sono stati pubblicati in Revisione fisica D .

Secondo la teoria della relatività generale (GR), qualsiasi oggetto massiccio distorce lo spazio-tempo. Un effetto simile si osserva quando una palla di metallo pesante viene posizionata su un tessuto elastico allungato. Il più pesante è la palla, più profonda è la depressione nel tessuto. Allo stesso modo, maggiore è la massa di un oggetto, più distorce lo spazio-tempo. I buchi neri sono tra gli oggetti più pesanti dell'universo, e quindi distorcono maggiormente lo spazio-tempo. Quando due buchi neri si scontrano, le onde gravitazionali si estendono dal luogo della collisione. Possono essere paragonati ad anelli sull'acqua, o onde sonore, ma c'è un'importante caratteristica peculiare. Le onde gravitazionali non si propagano nello spazio:sono esse stesse le oscillazioni dello spazio-tempo.

Le onde gravitazionali dalla collisione di due buchi neri decadono nel tempo, ma nella loro fase finale, possono causare la cosiddetta diffusione dell'eco, un'ulteriore diffusione dell'onda. Può essere paragonato a un normale eco acustico. L'esistenza di tale eco gravitazionale non è stata ancora confermata, e ci sono opinioni diverse sulla sua possibile fonte. Un fisico RUDN, insieme ai colleghi della Repubblica Ceca e della Russia, assunto che se l'esistenza dell'eco gravitazionale è confermata sperimentalmente, sarebbe l'inizio della nuova fisica che si aggiunge a GR.

Ipoteticamente, i buchi neri possono essere influenzati da oggetti massicci adiacenti, come nuclei galattici, dischi di accrescimento, o nuvole di materia. In precedenza, si credeva che le onde gravitazionali potessero diffondersi su questi oggetti e formare un'eco. Gli autori dello studio hanno fornito una prova matematica che tali oggetti causano un'eco molto debole o del tutto assente.

Secondo i calcoli, perché un conglomerato di materia faccia eco, la sua massa dovrebbe essere almeno paragonabile alla massa del buco nero stesso. Però, di solito non ci sono oggetti così pesanti intorno ai buchi neri. Se sono stati trovati, le onde gravitazionali di tali buchi neri avrebbero un aspetto diverso anche nelle fasi iniziali della collisione.

La seconda possibile spiegazione potrebbe essere condizioni al contorno specifiche sulla superficie di un buco nero. Per capirli, gli astrofisici dovranno riconsiderare le loro opinioni sui buchi neri, e non può essere fatto all'interno del quadro GR esistente.

"Abbiamo dimostrato che se l'eco viene registrato dopo la fase finale della collisione, non indicherebbe l'esistenza di un certo oggetto massiccio vicino a un buco nero, ma un insieme di nuove leggi fisiche che descrivono le superfici degli oggetti compatti, "dice Roman Konoplya, coautore dell'opera, e un ricercatore associato del Training and Science Institute of Gravitation and Cosmology al RUDN.