Qualcosa di davvero fuori dall’ordinario potrebbe essere appena successo nel campo dell’astrofisica. Un buco nero primordiale, cioè un oggetto formatosi nella primissima frazione di secondo dopo il Big Bang, potrebbe aver lasciato una traccia concreta della propria esistenza. Il segnale è stato captato dal Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, meglio noto come Ligo, e due astrofisici dell’Università di Miami, Alberto Magaraggia e Nico Cappelluti, hanno pubblicato uno studio sul server pre-print arXiv in cui analizzano nel dettaglio cosa potrebbe significare quel dato anomalo. Se confermato, si tratterebbe della prima prova diretta che questi oggetti cosmici esistono davvero, e non solo sulla carta.
Vale la pena ricordare una cosa fondamentale: i buchi neri che conosciamo meglio nascono dal collasso di stelle supernova. Sono oggetti enormi, con masse che vanno da poche volte quella del Sole fino a miliardi di masse solari. I buchi neri primordiali, però, seguono una logica completamente diversa. Non hanno bisogno di una stella per formarsi. Secondo le teorie, sarebbero nati dalle fluttuazioni di densità nei primissimi istanti dell’Universo, e avrebbero masse molto più piccole. Fino ad oggi nessuno era riuscito a trovarne uno. Restano, almeno per il momento, un’ipotesi affascinante ma non dimostrata. Se venissero confermati, potrebbero aiutare a spiegare uno dei misteri più grandi della cosmologia: la natura della materia oscura, quella sostanza invisibile che costituisce circa l’85% di tutta la materia nell’Universo.
Cos’ha rilevato Ligo? Perché è importante?
Il punto di partenza dello studio è un segnale insolito registrato da Ligo, che indicava una collisione in cui uno dei due oggetti coinvolti pesava meno di una massa solare. Ecco perché la cosa ha attirato l’attenzione: un buco nero subsolare non può formarsi attraverso i meccanismi astrofisici tradizionali. Non esiste, in pratica, un modo convenzionale per spiegare un oggetto del genere. E proprio qui entra in gioco l’ipotesi del buco nero primordiale.
Magaraggia e Cappelluti hanno stimato quanti buchi neri primordiali potrebbero esistere nell’Universo e quanti di questi Ligo sarebbe in grado di intercettare. La conclusione è interessante: oggetti subsolari come quello potenzialmente osservato dovrebbero essere effettivamente rari, il che è perfettamente coerente con la scarsa frequenza con cui segnali simili sono stati registrati finora. “Il nostro studio suggerisce che la spiegazione più plausibile per il segnale Ligo, che non trova alcuna spiegazione astrofisica convenzionale, sia il rilevamento di un buco nero primordiale”, ha dichiarato Cappelluti. Ha aggiunto anche che questi buchi neri primordiali “potrebbero rappresentare una parte significativa, se non la totalità, della materia oscura”.
Servono altre conferme, ma gli strumenti ci sono
Naturalmente non è tutto così semplice. Gli stessi autori ammettono che il segnale potrebbe anche essere un falso allarme, generato dal rumore dei giganteschi rivelatori di Ligo. Per avere una conferma definitiva servirà rilevare almeno un altro segnale simile, o magari diversi altri. Le prospettive, però, sono promettenti. Ligo continua a essere aggiornato e potenziato, e nei prossimi anni entreranno in funzione nuovi strumenti. Uno su tutti: l’Interferometer Space Antenna, noto come LISA, un rilevatore di onde gravitazionali dell’Agenzia spaziale europea il cui lancio è previsto per il 2035. Grazie a questi nuovi mezzi, la possibilità di individuare un numero maggiore di buchi neri primordiali aumenterà in modo significativo. “Ligo ha raccolto prove molto forti dell’esistenza di questi tipi di buchi neri. Ma dovremo rilevare un altro segnale simile, o anche diversi altri, per avere la conferma definitiva della loro esistenza”, ha spiegato Cappelluti. “Quel che è certo è che non si può escludere la loro esistenza”.
