Servizio Comunitario di Informazione in materia di Ricerca e Sviluppo - CORDIS

Relatività generale e astrofisica

È necessario considerare le sottili implicazioni della relatività generale nell’ambito delle indagini di oggetti astronomici in condizioni estreme come per esempio buchi neri e stelle di neutroni, e l’emissione di onde gravitazionali
Relatività generale e astrofisica
La teoria della relatività generale di Einstein descrive il modo in cui la materia/energia interagisce con la geometria dello spazio-tempo a un livello fondamentale. Ciò può essere utilizzato per descrivere tutte le interazioni gravitazionali a livello stellare, galattico e cosmologico. Di conseguenza, le diverse comunità scientifiche sono solite studiare gli aspetti fondamentali delle interazioni gravitazionali e le relative implicazioni astrofisiche.

Le nuove osservazioni di precisione relative agli oggetti compatti (buchi neri e stelle di neutroni) e l’avvento dell’astronomia delle onde gravitazionali forniscono l’opportunità unica di unire tali sforzi di studio sconnessi, e testare la fisica fondamentale con le osservazioni astrofisiche a un livello senza precedenti. L’obiettivo del progetto ASTROGRAPHY (Gravity, fundamental physics and astrophysics: The missing link) era quello di stabilire una connessione.

Il team ha sviluppato un nuovo formalismo teorico per lo studio della deformabilità di oggetti compatti relativistici con rotazione, all’interno della relatività generale. È stato dimostrato che i cosiddetti numeri dell’amore di un buco nero rotante sono pari a zero fino al secondo ordine nello spin, e sono stati calcolati per la prima volta i numeri dell’amore per una stella di neutroni con rotazione, in ambito di relatività generale. Questi risultati hanno importanti implicazioni per le stime degli effetti di rotazione nel contesto dell’astronomia delle onde gravitazionali con rilevatori avanzati (come aLIGO, aVIRGO e KAGRA).

Il progetto ASTROGRAPHY ha analizzato le possibili prove nel campo forte relativo alla relatività generale, mediante osservazioni astrofisiche presenti e future. Il giornale Classical and Quantum Gravity ha pubblicato una recensione d’attualità, e il numero di Focus “Black Holes and Fundamental Fields” è stato pubblicato su questo argomento.

Gli scienziati hanno studiato l’instabilità superradiante dei buchi neri con rotazione in presenza di campi di luce bosonici. Il ricercatore principale è il co-autore di una monografia pubblicata da Springer nel 2015 su questo argomento.

I risultati del progetto avranno un impatto sia per l’astronomia delle onde gravitazionali che per la fisica fondamentale. Questi dimostrano il ruolo chiave che gli oggetti compatti giocano in diverse aree di ricerca, le quali spaziano dall’astrofisica alla fisica delle particelle.

Il progetto ha pubblicato nove articoli scientifici sulle principali riviste, con una monografia edita da Springer, una recensione d’attualità e un numero di Focus ciascuno dei quali è stato pubblicato nel giornale Classical and Quantum Gravity, e presso due atti di convegni. Tutti i codici numerici sviluppati e utilizzati nel corso di questo progetto sono pubblicamente disponibili qui e i documenti originali sono disponibili attraverso la banca dati ArXiv.

Informazioni correlate

Keywords

Relatività generale, astrofisica, spazio-tempo, interazioni gravitazionali, ASTROGRAPHY, numeri dell’amore