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LIGO, Virgo e KAGRA celebrano l’anniversario della prima rivelazione con un risultato storico: la superficie dei buchi neri cresce sempre, come previsto da Hawking nel 1971
Dieci anni fa, il 14 settembre 2015, un segnale debolissimo raggiunse la Terra dopo aver viaggiato per 1,3 miliardi di anni alla velocità della luce. Non era luce né radiazione: era un fremito dello spazio-tempo, la prima onda gravitazionale mai rilevata direttamente, prodotta dalla fusione di due buchi neri. Un secolo dopo la previsione di Albert Einstein, gli interferometri gemelli di LIGO negli Stati Uniti dimostravano l’esistenza delle increspature nello spazio-tempo.
Quella scoperta, annunciata nel febbraio 2016, aprì una nuova era dell’astrofisica e portò l’anno successivo al Premio Nobel per la Fisica a Rainer Weiss, Barry Barish e Kip Thorne, i padri di LIGO. Oggi, nel decennale, la collaborazione internazionale LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) non si limita a celebrare: annuncia un risultato che conferma un’intuizione di Stephen Hawking del 1971, il cosiddetto teorema dell’area dei buchi neri.
Dal primo segnale a centinaia di fusioni
Se nel 2015 il primo evento fu accolto con stupore e cautela, oggi i rivelatori gravitazionali operano in rete globale e registrano una fusione di buchi neri ogni tre giorni. In dieci anni sono stati individuati circa 300 eventi, grazie a continui progressi tecnologici che hanno reso gli strumenti sensibili a variazioni dello spazio-tempo più piccole di un decimillesimo di protone.
Il segnale più nitido finora è arrivato il 14 gennaio 2025 ed è stato battezzato GW250114. Anche in questo caso si trattava della collisione di due buchi neri distanti 1,3 miliardi di anni luce, ma la qualità dei dati, migliorata da un decennio di perfezionamenti, ha permesso di “ascoltarli” come mai prima.
Hawking aveva ragione: la superficie aumenta
Analizzando le onde gravitazionali di GW250114, gli scienziati hanno misurato con precisione la massa, lo spin e soprattutto l’area dei buchi neri prima e dopo la fusione. I due oggetti iniziali avevano una superficie complessiva di circa 240.000 km², simile alle dimensioni del Regno Unito. Dopo l’unione, il buco nero risultante ha raggiunto circa 400.000 km², più o meno la grandezza della Svezia.
Il risultato rappresenta la conferma diretta del teorema di Hawking, secondo cui la superficie totale di un buco nero non può diminuire. Già un’analisi nel 2021 aveva suggerito questa conclusione, ma con un margine di incertezza elevato. Oggi, invece, la probabilità che il teorema sia verificato raggiunge il 99,999%.
“Se Hawking fosse ancora vivo, sarebbe entusiasta”, ha commentato Kip Thorne, ricordando come lo stesso fisico britannico gli avesse chiesto già nel 2015 se LIGO potesse testare la sua teoria.
L’universo come non l’avevamo mai visto
LIGO e Virgo non hanno osservato solo buchi neri. Nel 2017 hanno assistito anche alla collisione di due stelle di neutroni, un evento che ha generato non solo onde gravitazionali ma anche luce, consentendo un’osservazione “multi-messaggero” unica.
Ora lo sguardo è rivolto al futuro: l’Europa prepara il telescopio Einstein, un interferometro sotterraneo con bracci da 10 chilometri, mentre negli Stati Uniti è in fase di progetto il Cosmic Explorer da 40 chilometri. Senza dimenticare LISA, il rilevatore spaziale che verrà lanciato dall’ESA.
“Questo è un momento straordinario per la ricerca – spiega Massimo Carpinelli, direttore dell’Osservatorio Gravitazionale Europeo –. In soli dieci anni, le onde gravitazionali hanno rivoluzionato la nostra visione dell’universo. Ora siamo pronti a spingerci ancora oltre, fino a intravedere le prime tracce del Big Bang”.
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