Els xocs entre forats negres i estrelles de neutrons poden resoldre el misteri de l’expansió de l’Univers

Simulant 25.000 possibles col·lisions i com es detectarien des de la Terra, un estudi conclou que els nostres instruments captarien ondulacions de l'espai-temps en uns 3.000 i, en un centenar, fins i tot explosions de llum

Estudiar les col·lisions entre forats negre i estrelles de neutrons, un dels fenòmens més violents que existeixen, podria ajudar a calcular la velocitat d’expansió de l’Univers i posar fi a una llarga discussió entre la comunitat científica. Així ho afirma un estudi de l’University College de Londres publicat a la revista ‘Physical Review Letters’ basada en 25.000 simulacions de col·lisions d’aquest tipus, que mirava de saber quantes en podríem detectar amb els instruments de què disposarem al llarg d’aquesta dècada. Actualment, les dues millors maneres de calcular l’expansió de l’Univers són mesurar la brillantor i la velocitat de les supernoves i les estrelles pulsants i mirant les fluctuacions de la radiació de l’Univers primigeni, però el fet que totes dues tècniques donin resultats tan diferents fa pensar que és possible que les teories actuals siguin errònies. Una tercera manera de fer-ho, mirar les explosions de llum i les oscil·lacions en el teixit espai-temporal que causen els xocs entre forats negres i estrelles de neutrons, pot ajudar a resoldre aquestes diferències i saber si hem de repensar com hem entès l’Univers.

Segons aquest estudi, el 2030 els nostres instruments podrien, entre les 25.000 simulacions fetes, captar les ondulacions del teixit espaitemporal en 3.000 d’elles i, en 100 d’aquestes, observar les explosions de llum que es produeixen. Així, conclouen, es tindrien prou dades com per fer una nova mesura de la velocitat d’expansió de l’Univers, prou precisa com per confirmar o desmentir que calgui repensar les teories actuals. A la web de l’University College de Londres, l’autor principal de l’estudi, el doctor Stephen Feeney, record que una estrella de neutrons és una estrella morta, resultat d’una supernova i d’un col·lapse posterior, d’un diàmetre de pocs quilòmetres però una massa que pot ser el doble de la del nostre Sol. Quan xoca amb un forat negre, doncs, és un esdeveniment cataclísmic, que causa onades en l’espai-temps, conegudes com a ones gravitacionals, que podem detectar a la Terra. “Encara no hem detectat llum d’aquestes col·lisions”, diu Feeney, “però els avenços en la sensibilitat dels equips que detecten ones gravitacionals, juntament amb nous detectors a l’Índia i el Japó, duran a un gran salt en quants d’aquests esdeveniments podem detectar”.

Recreació artística d'una estrella de neutrons  | Penn State University / NASA
Recreació artística d’una estrella de neutrons | Penn State University / NASA

Tot plegat, afirma el doctor Feeney, “és increïblement emocionant i hauria d’obrir una nova era de l’astrofísica”. Per calcular la ràtio d’expansió de l’Univers –la constant de Hubble–, cal saber la distància de la Terra a què es troben els cossos i també la velocitat a què se n’allunyen. Les ones gravitacionals ens diuen com de lluny és una col·lisió, i només cal calcular-ne la velocitat. Per saber com de lluny es mou la galàxia on està passant, cal mirar el desplaçament cap al roig de la llum, un efecte causat pel moviment. Així, si podem veure la llum d’aquestes col·lisions podem saber on han tingut lloc, la distància i la velocitat. En la majoria de casos, aquestes col·lisions no produïran explosions perquè el forat negre “s’empassarà” l’estrella de neutrons sencera, però si el forat és prou petit, primer la destruïrà, deixant matèria al voltant del forat que emetrà radiació electromagnètica. A la comprensió de l’Univers, doncs, se li obrirà una nova porta ben aviat.

Nou comentari