Un fragore cosmico mette alla prova Einstein: la relatività generale supera l’esame più severo

Gli astronomi hanno recentemente concluso il test più rigoroso mai condotto sulla teoria della relatività generale, sfruttando il segnale più nitido mai captato da una collisione tra buchi neri. E ancora una volta, Albert Einstein ha dimostrato di aver visto giusto. L’evento, catalogato come GW250114, è stato intercettato nel 2025 da una rete globale di interferometri laser progettati per captare le onde gravitazionali: quelle increspature nello spazio-tempo previste proprio dalla relatività generale. Tra gli strumenti protagonisti della scoperta figurano il LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) negli Stati Uniti e l’italiano Virgo. Rispetto al 2016, quando LIGO registrò per la prima volta un’onda gravitazionale, la sensibilità di questi rivelatori è cresciuta enormemente. Risultato: GW250114 ha offerto dati di una chiarezza cristallina, praticamente privi di interferenze. Lo scorso anno, i ricercatori avevano già utilizzato questo evento eccezionale per verificare un teorema formulato da Stephen Hawking oltre mezzo secolo fa. Secondo Hawking, l’orizzonte degli eventi del buco nero risultante da una fusione non può essere più piccolo della somma degli orizzonti dei buchi neri originari. I dati hanno confermato la previsione con una certezza vicina al cento per cento. Ora Keefe Mitman, fisico alla Cornell University, insieme ai colleghi, ha alzato ulteriormente l’asticella. Il team ha voluto verificare se l’intera dinamica della fusione rispetti le equazioni einsteiniane. Cacciatori che salpano per Malta: un’altra preistoria è possibile Il “rintocco” Quando si applicano le equazioni di Einstein alla fusione di due buchi neri, emerge uno schema preciso. I due oggetti cosmici danzano in una spirale sempre più stretta, fino allo scontro finale che libera quantità colossali di energia. Dopodiché, il buco nero appena formato vibra, come una campana appena percossa, emettendo frequenze caratteristiche. Queste vibrazioni, tecnicamente chiamate “modalità di ringdown”, erano finora troppo flebili per essere isolate nei segnali precedenti. Ma GW250114 possedeva un’intensità sufficiente. Mitman e il suo gruppo hanno simulato al computer le equazioni einsteiniane, prevedendo con quale ampiezza e a quali frequenze il buco nero avrebbe dovuto vibrare. Il confronto con le misurazioni reali ha dato esiti sorprendenti. «Le ampiezze che rileviamo nei dati coincidono straordinariamente con le previsioni della relatività numerica», spiega Mitman. «Risolvere le equazioni di Einstein è tremendamente complesso, ma quando ci riusciamo e confrontiamo i risultati con ciò che osserviamo, tutto combacia perfettamente». «Il verdetto è che Einstein continua ad avere ragione», commenta Laura Nuttall dell’Università di Portsmouth. «Ogni elemento corrisponde a quanto previsto dalla sua descrizione della gravità». Nonostante la potenza del segnale, restano margini di incertezza. Le frequenze rilevate potrebbero teoricamente discostarsi dalle previsioni di Einstein fino al 10 per cento. Con il miglioramento dei rivelatori, questa forbice dovrebbe restringersi. Ma cosa succederebbe se Einstein si fosse sbagliato? «Osservando sempre più eventi, o segnali ancora più potenti, quelle barre d’errore potrebbero contrarsi fino ad azzerarsi», ragiona Mitman. Per ora, però, la relatività generale regge. E lo fa con una precisione che avrebbe stupito persino il suo creatore. Un’orbita con un milione di satelliti. La scommessa estrema di SpaceX Riserva di idrogeno Da decenni i geofisici sono convinti che il cuore della Terra sia dominato da ferro e, in piccola percentuale, nichel. Eppure i conti non tornano: la densità del nucleo risulta troppo bassa perché possa trattarsi di ferro e nichel. Questo “deficit” ha portato gli scienziati a ipotizzare la presenza di elementi più leggeri mescolati al metallo fuso. Tra i principali indiziati c’è l’idrogeno, che potrebbe nascondersi in quantità sorprendenti nelle profondità del pianeta. Un nuovo studio pubblicato su Nature Communications rafforza questa ipotesi e propone uno scenario inatteso: il nucleo terrestre potrebbe contenere l’equivalente di 9–45 oceani di idrogeno. Le condizioni estreme – pressioni e temperature mostruose e migliaia di chilometri di profondità – costringono i ricercatori a lavorare con esperimenti di laboratorio. Inoltre, l’idrogeno, l’elemento più leggero della tavola periodica, è notoriamente difficile da individuare con le tecniche convenzionali. Per questo le stime precedenti erano indirette e molto incerte, con valori che variavano addirittura di quattro ordini di grandezza. Il nuovo team ha scelto una strada più sofisticata. Ha ricreato le condizioni del nucleo usando celle a incudine di diamante riscaldate al laser, capaci di raggiungere pressioni fino a 111 gigapascal e temperature di circa 5.100 kelvin. All’interno sono stati inseriti campioni di ferro e vetro silicato idrato, materiali che simulano i primi oceani di magma della Terra primordiale, inducendo reazioni simili a quelle avvenute durante la formazione del pianeta. Per analizzare i campioni, i ricercatori hanno poi utilizzato la tomografia a sonda atomica (Apt), una tecnica che permette di ricostruire mappe tridimensionali della composizione chimica con risoluzione nanometrica. In questo modo hanno identificato silicio, ossigeno e idrogeno e osservato minuscole strutture ricche di gruppi Si–OH formatesi durante il raffreddamento rapido. Il dato chiave è stato il rapporto quasi perfetto 1:1 tra silicio e idrogeno in queste nanostrutture. Poiché la quantità di silicio nel nucleo è relativamente ben vincolata, questo rapporto ha consentito di stimare indirettamente il contenuto di idrogeno complessivo: tra lo 0,07 e lo 0,36 per cento in peso, pari appunto a decine di oceani. Se tanto idrogeno è intrappolato nel nucleo, significa che gran parte dell’acqua terrestre potrebbe essersi formata già durante le prime fasi di accrescimento del pianeta, quando l’idrogeno reagiva con l’ossigeno nel magma primordiale. In questo scenario, l’acqua non sarebbe arrivata soprattutto dalle comete in epoche successive, ma sarebbe nata “in casa”, incorporata fin dall’inizio nei materiali che costruirono la Terra, probabilmente simili alle condriti enstatitiche, meteoriti ricche di idrogeno e con firme isotopiche compatibili con quelle terrestri. Ricercatori di tutto il mondo, unitevi: le linee guida sul clima per i politici Nuove tracce organiche su Marte L’enigma delle molecole organiche identificate sul Pianeta Rosso continua a stimolare il dibattito scientifico. La storia inizia nel 2004, quando Mars Express dell’Agenzia Spaziale Europea individua metano nell’atmosfera marziana. Quasi un decennio dopo, tra il 2013 e il 2014, il rover Curiosity registra un’improvvisa concentrazione di questa molecola insieme ad altri composti organici mentre esplora il fondo del cratere Gale. Un secondo picco, ancora più pronunciato, viene documentato nel 2019 in corrispondenza di Teal Ridge, una formazione geologica di rocce stratificate. Da allora, la comunità scientifica ha concentrato gli sforzi sulla comprensione di questi fenomeni, inizialmente privilegiando interpretazioni di natura geologica e chimica. Il marzo 2025 segna un punto di svolta. Curiosity identifica in un campione roccioso tracce di decano, undecano e dodecano: si tratta delle catene organiche più lunghe mai rinvenute sul pianeta. Un gruppo internazionale di ricercatori, in uno studio apparso sulla rivista Astrobiology, avanza l’ipotesi che questi composti possano rappresentare residui di acidi grassi intrappolati in antiche argilliti del cratere Gale. Qualora confermata, questa interpretazione costituirebbe l’indizio più robusto dell’esistenza passata di una biochimica complessa, se non addirittura di forme di vita, su Marte. Cosa c’era prima del Big Bang? Si alza il velo sull’origine del tempo Il gruppo di studio ha ricostruito le condizioni ambientali presenti nel cratere Gale circa 80 milioni di anni fa, periodo durante il quale la roccia sarebbe rimasta esposta in superficie. Hanno calcolato la quantità originaria di materiale organico prima della sua progressiva distruzione ad opera dei raggi cosmici. Il risultato? Una concentrazione significativamente superiore a quella producibile attraverso i meccanismi abiotici tradizionali. Secondo uno studio pubblicato su Nature Astronomy nel 2023, meteoriti condritici carbonacee – ricche di acidi grassi formatisi nello spazio interstellare – potrebbero aver depositato materiale organico sulla superficie marziana. Ricerche condotte presso il Goddard Space Flight Center della Nasa hanno dimostrato che alcuni di questi composti possono sopravvivere all’impatto e alla successiva esposizione alle condizioni marziane per periodi geologicamente significativi. Tuttavia, anche considerando l’apporto meteoritico, i conti non tornano. L’abbondanza rilevata supera quanto attribuibile alle sole fonti non biologiche esaminate.