La materia oscura continua a sfuggire a qualsiasi tentativo di osservazione diretta, eppure qualcosa potrebbe essere appena cambiato. Un gruppo di fisici del MIT e di diverse istituzioni europee ritiene di aver individuato una possibile traccia di materia oscura nascosta dentro un segnale di onde gravitazionali prodotto dalla fusione di due buchi neri. Non è ancora una scoperta confermata, va detto subito. Ma il metodo sviluppato dal team apre una strada che fino a poco tempo fa sembrava impraticabile.

Il punto di partenza è relativamente semplice da capire: quando due buchi neri spiraleggiano uno verso l’altro e si fondono, generano increspature nello spaziotempo che si propagano nell’universo. Se quei buchi neri, prima di collidere, attraversano nubi dense di materia oscura, le onde gravitazionali risultanti potrebbero portare con sé delle distorsioni sottili, una sorta di impronta lasciata dall’interazione con quella sostanza invisibile. I ricercatori hanno costruito un modello capace di prevedere esattamente come dovrebbero apparire queste distorsioni, e poi lo hanno confrontato con dati reali.

Un segnale che non torna: il caso GW190728

Il team ha analizzato i dati pubblici raccolti dalla rete internazionale di osservatori LIGO Virgo KAGRA durante le prime tre campagne osservative. Su 28 eventi di onde gravitazionali particolarmente nitidi, 27 corrispondevano perfettamente a quello che ci si aspetterebbe da buchi neri che si fondono nel vuoto. Uno solo, catalogato come GW190728 e rilevato il 28 luglio 2019, mostrava qualcosa di diverso. Il pattern di quel segnale, secondo l’analisi del gruppo, potrebbe contenere evidenze di un’interazione con materia oscura.

Josu Aurrekoetxea, ricercatore postdoc al Dipartimento di Fisica del MIT, ha spiegato che la materia oscura è ovunque attorno a noi, ma deve essere sufficientemente densa perché se ne possano osservare gli effetti. I buchi neri offrirebbero proprio un meccanismo per amplificare questa densità. Una delle teorie più affascinanti coinvolge particelle estremamente leggere chiamate particelle scalari leggere, che vicino a un buco nero in rapida rotazione potrebbero comportarsi come onde coordinate. L’energia rotazionale del buco nero si trasferirebbe a queste onde, aumentandone drasticamente la densità attraverso un processo noto come superradianza. Se la densità raggiunge livelli sufficienti, la materia oscura potrebbe alterare le onde gravitazionali prodotte durante la collisione.

Uno strumento promettente, non ancora una prova definitiva

Il gruppo di ricerca ha costruito simulazioni dettagliate di fusioni di buchi neri in condizioni molto diverse tra loro, variando masse, dimensioni, quantità di materia oscura circostante e densità della stessa. Hanno poi previsto come le onde gravitazionali apparirebbero se i buchi neri si fondessero all’interno di un ambiente ricco di materia oscura anziché nel vuoto, tenendo conto anche delle alterazioni accumulate durante il viaggio di milioni di anni luce fino ai rilevatori terrestri.

Aurrekoetxea stesso tiene a precisare che la significatività statistica non è ancora sufficiente per dichiarare una scoperta. Ma sottolinea un aspetto cruciale: senza modelli come il loro, potremmo star già rilevando fusioni di buchi neri avvenute in ambienti densi di materia oscura e classificarle erroneamente come eventi accaduti nel vuoto. Questo è forse il contributo più importante dello studio, pubblicato su Physical Review Letters.

Con il crescere dei dati raccolti dagli osservatori gravitazionali nei prossimi anni, questa tecnica potrebbe diventare sempre più potente. Come ha sottolineato il coautore Rodrigo Vicente, dell’Università di Amsterdam, usare i buchi neri per cercare la materia oscura permetterebbe di sondare scale molto più piccole di quanto sia mai stato possibile prima. È una prospettiva che rende questo periodo particolarmente entusiasmante per chi cerca nuova fisica attraverso le onde gravitazionali.

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Un buco nero con una massa stimata intorno a 60 miliardi di volte quella del Sole sta attirando l’attenzione della comunità scientifica internazionale. E non solo per le sue dimensioni, che già di per sé farebbero girare la testa a chiunque si occupi di astrofisica. La vera notizia è che questo enorme vuoto oscuro potrebbe in realtà ospitare non uno, ma due buchi neri destinati a una collisione cosmica di proporzioni difficili anche solo da immaginare.

Cosa sappiamo di questo gigante invisibile

Partiamo da un dato che aiuta a mettere le cose in prospettiva. Quando si parla di 60 miliardi di masse solari, si sta descrivendo un oggetto talmente massiccio da sfidare i modelli teorici più consolidati sulla formazione dei buchi neri supermassicci. Questi colossi gravitazionali si trovano tipicamente al centro delle galassie, e la loro presenza influenza tutto ciò che li circonda: stelle, gas, polveri, perfino la luce stessa non riesce a sfuggire oltre un certo punto.

Quello che rende questo caso particolarmente affascinante è l’ipotesi che dentro quella regione di spazio non ci sia un singolo buco nero, ma una coppia di buchi neri in orbita reciproca. Un sistema binario, insomma, che starebbe progressivamente perdendo energia e avvicinandosi sempre di più. Il risultato finale? Una fusione che rilascerebbe una quantità di energia sotto forma di onde gravitazionali tale da far tremare letteralmente il tessuto dello spaziotempo.

Una collisione cosmica che potrebbe riscrivere i libri di astrofisica

La possibilità che due buchi neri di queste dimensioni possano fondersi non è solo una curiosità accademica. Rappresenta uno degli eventi più estremi che l’universo possa produrre. Gli strumenti attuali, come i rilevatori di onde gravitazionali di nuova generazione, potrebbero un giorno captare il segnale di questa collisione cosmica, ammesso che avvenga entro una finestra temporale accessibile alle nostre tecnologie.

Il problema, va detto, è che i tempi cosmici non sono esattamente compatibili con la pazienza umana. Questi processi possono richiedere milioni, se non miliardi di anni. Ma il semplice fatto di aver identificato un candidato così promettente è già un passo avanti enorme. Studiare un sistema binario di buchi neri supermassicci permette di capire meglio come le galassie si fondono, come crescono questi oggetti e quali meccanismi fisici governano le fasi finali del loro avvicinamento.

Resta da capire con certezza se si tratti davvero di due oggetti distinti oppure di un singolo buco nero con caratteristiche anomale. Le osservazioni future, soprattutto quelle condotte con telescopi spaziali di ultima generazione e interferometri dedicati, dovranno fornire risposte più definitive. Per ora, l’idea che un mostro da 60 miliardi di masse solari possa essere in realtà un duetto pronto a fondersi è una di quelle storie che ricordano quanto poco, alla fine, conosciamo davvero dell’universo.

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I buchi neri più massicci mai rilevati potrebbero non essere nati così enormi. Potrebbero invece essere dei veri e propri “mostri di Frankenstein cosmici”, assemblati pezzo dopo pezzo attraverso collisioni ripetute in ambienti stellari incredibilmente affollati. È questa la conclusione a cui è arrivato un team di ricercatori della Cardiff University, che ha analizzato i segnali provenienti da decine di fusioni tra buchi neri catalogate nella versione 4.0 del catalogo GWTC4 di LIGO, Virgo e KAGRA. Il catalogo contiene 153 rilevamenti affidabili di onde gravitazionali generate da coppie di buchi neri in collisione, e quello che emerge dall’analisi è piuttosto sorprendente.

Lo studio, pubblicato su Nature Astronomy a maggio 2026, suggerisce che i buchi neri più pesanti non si formano dal collasso diretto di stelle massicce, come si è sempre pensato per quelli più piccoli. Al contrario, sembrano crescere dentro ammassi stellari densissimi, dove le stelle sono ammassate fino a un milione di volte più fittamente rispetto alla zona intorno al nostro Sole. In questi ambienti caotici, i buchi neri si scontrano, si fondono, e poi il prodotto della fusione può scontrarsi ancora con un altro buco nero. Una specie di catena di montaggio cosmica, ma decisamente più violenta.

Due popolazioni distinte e un indizio nello spin

La cosa che ha colpito di più i ricercatori è stata la chiarezza con cui i dati separavano due gruppi. Da una parte, una popolazione di buchi neri a massa più bassa, compatibile con il normale collasso stellare: spin lento, comportamento prevedibile. Dall’altra, un gruppo a massa elevata con caratteristiche completamente diverse. Questi buchi neri massicci mostrano rotazioni più rapide e orientate in direzioni apparentemente casuali, esattamente quello che ci si aspetterebbe da oggetti che hanno già attraversato fusioni precedenti.

Fabio Antonini, primo autore dello studio, ha spiegato che l’astronomia delle onde gravitazionali sta facendo molto più che contare le fusioni. Sta iniziando a rivelare come i buchi neri crescono, dove lo fanno, e cosa questo racconta sulla vita e la morte delle stelle massicce. La coautrice Isobel Romero Shaw ha aggiunto che la distinzione tra le due popolazioni è emersa con una nitidezza che nei cataloghi precedenti non era possibile ottenere.

Il “gap di massa” e le implicazioni per la fisica nucleare

C’è un altro aspetto affascinante. Lo studio rafforza le prove dell’esistenza di un cosiddetto gap di massa, una zona proibita prevista dagli astrofisici da decenni. Secondo la teoria, stelle oltre una certa soglia di massa esplodono in modo talmente violento da distruggersi completamente, senza lasciare dietro alcun buco nero. Questa transizione sembra verificarsi intorno alle 45 masse solari, e i dati del catalogo lo confermano.

Il punto cruciale è che alcuni buchi neri rilevati dalle onde gravitazionali sembrano trovarsi proprio dentro o vicino a questo gap. E allora la domanda diventa: i modelli di evoluzione stellare sono sbagliati, oppure questi buchi neri sono stati creati in un altro modo? La risposta più convincente, secondo il team, è che si tratti di prodotti delle dinamiche degli ammassi stellari, non del semplice ciclo di vita delle stelle.

La coautrice Fani Dosopoulou ha poi aperto una prospettiva ancora più ambiziosa. In futuro, i dati sulle onde gravitazionali potrebbero aiutare a studiare la fisica nucleare, perché il limite di massa imposto dall’instabilità di coppia dipende direttamente dalle reazioni nucleari che avvengono nei nuclei delle stelle più massicce. In pratica, osservando i buchi neri, si potrebbe imparare qualcosa su cosa succede nel cuore delle stelle. Un collegamento tra il cosmicamente grande e l’infinitamente piccolo che, a pensarci bene, ha qualcosa di poetico.

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Le onde gravitazionali che hanno attraversato il cosmo nei suoi primissimi istanti di vita potrebbero aver fatto qualcosa di molto più importante che propagarsi nello spaziotempo: potrebbero aver generato la materia oscura. Sembra fantascienza, ma è quanto emerge da uno studio pubblicato su Physical Review Letters e condotto dal professor Joachim Kopp della Johannes Gutenberg University di Magonza, insieme alla dottoressa Azadeh Maleknejad della Swansea University. Un’ipotesi affascinante, e per certi versi audace, che apre una strada del tutto nuova nella comprensione di uno dei misteri più ostinati della fisica moderna.

Il punto di partenza è semplice da enunciare, anche se profondamente complesso: tutto ciò che si può vedere, dai pianeti alle stelle, dalla Terra alla vita che la abita, rappresenta appena il quattro percento dell’universo. Il resto è fatto di energia oscura e di materia oscura, quest’ultima responsabile da sola di circa il 23 percento del totale. La materia oscura tiene insieme le galassie, modella le strutture cosmiche su larga scala, eppure nessuno sa ancora di cosa sia fatta. Decenni di esperimenti e teorie non hanno ancora fornito una risposta definitiva.

Un meccanismo mai esplorato prima

Ecco dove entrano in gioco le onde gravitazionali. Di solito si pensa a queste increspature dello spaziotempo come al prodotto di eventi catastrofici: collisioni tra buchi neri, fusioni di stelle di neutroni. Ma esiste un’altra famiglia, meno nota e molto più sottile. Sono le cosiddette onde gravitazionali stocastiche, generate da processi diffusi avvenuti nelle prime fasi dopo il Big Bang. Transizioni di fase nell’universo che si stava raffreddando, campi magnetici primordiali, fenomeni che non coinvolgono oggetti massivi ma che permeano il tessuto stesso del cosmo.

Secondo lo studio, queste onde antichissime avrebbero potuto convertirsi parzialmente in particelle. In particolare, avrebbero dato origine a fermioni inizialmente privi di massa o quasi, una classe di particelle che comprende elettroni, protoni e neutroni. Questi fermioni, col passare del tempo, avrebbero acquisito massa e si sarebbero evoluti fino a diventare le particelle di materia oscura che oggi pervadono l’universo.

«Abbiamo indagato la possibilità che le onde gravitazionali, ritenute onnipresenti nell’universo primordiale, possano essersi parzialmente convertite in particelle di materia oscura», ha spiegato Kopp. «Questo porta a un meccanismo di produzione della materia oscura che non era mai stato studiato prima».

Cosa succede adesso

Il prossimo passo, secondo i ricercatori, è andare oltre le stime analitiche e passare a simulazioni numeriche più precise. L’obiettivo è raffinare le previsioni e capire se questo meccanismo regge anche sotto un’analisi più rigorosa. Ma non finisce qui: Kopp ha accennato anche alla possibilità di esplorare altri effetti delle onde gravitazionali nell’universo primordiale. Per esempio, un meccanismo che potrebbe spiegare la nota asimmetria tra materia e antimateria, un altro grande enigma della fisica delle particelle.

La ricerca sulla materia oscura resta uno dei fronti più attivi e competitivi della scienza contemporanea. Se questa teoria venisse confermata, significherebbe che la risposta a uno dei misteri più profondi dell’universo era nascosta, letteralmente, nelle sue vibrazioni più antiche. Le onde gravitazionali, insomma, non sarebbero solo eco di eventi violenti, ma architetti silenziosi della struttura invisibile che sorregge tutto quello che esiste.

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Una misteriosa esplosione cosmica sta facendo impazzire la comunità astronomica mondiale. Dopo aver rilevato delle increspature nello spaziotempo, un gruppo di scienziati ha individuato un bagliore rosso che si è affievolito rapidamente, con caratteristiche che inizialmente ricordavano quelle di una kilonova, ovvero la violentissima collisione tra stelle di neutroni capace di generare elementi pesanti come oro e uranio. Ma la faccenda si è complicata nel giro di pochi giorni. Il segnale ha cambiato comportamento, assumendo tratti più simili a quelli di una supernova. Ed è qui che la storia si fa davvero interessante, perché alcuni ricercatori sono convinti di trovarsi davanti a qualcosa di completamente inedito: una superkilonova.

Il termine suona quasi come fantascienza, eppure descrive un’ipotesi scientifica concreta. La superkilonova rappresenterebbe un evento catastrofico a metà strada tra i due fenomeni più estremi dell’universo, qualcosa che nessun modello teorico aveva previsto con precisione fino a questo momento. E no, non si tratta di un nome inventato per fare colpo: è il tentativo della comunità scientifica di dare un’etichetta a un fenomeno che sfugge a tutte le classificazioni esistenti.

Perché questa scoperta potrebbe cambiare le regole del gioco

Quando parliamo di onde gravitazionali, parliamo di segnali che viaggiano attraverso il tessuto stesso dello spazio. Rilevarli è già di per sé un’impresa enorme, resa possibile solo grazie a strumenti come LIGO e Virgo. In questo caso specifico, le onde gravitazionali hanno fatto da campanello d’allarme, spingendo i telescopi di mezzo mondo a puntare nella stessa direzione. Quello che hanno trovato, però, non corrispondeva a nulla di conosciuto.

Il bagliore iniziale aveva tutte le carte in regola per essere catalogato come kilonova. Colore rosso intenso, dissolvenza rapida, posizione compatibile con una fusione tra oggetti compatti. Tutto quadrava, almeno per le prime ore. Poi il segnale ha iniziato a evolversi in modo anomalo, con una luminosità e una durata che ricordavano piuttosto le esplosioni di supernova. È come se qualcuno avesse mescolato due ricette cosmiche diverse nello stesso calderone.

Un fenomeno che apre nuove domande sull’universo

La cosa affascinante è che la superkilonova, se confermata, potrebbe costringere gli astrofisici a ripensare i modelli di evoluzione stellare. Significherebbe che esistono meccanismi di distruzione cosmica ancora sconosciuti, capaci di produrre quantità enormi di elementi pesanti in modi che nessuno aveva immaginato. E questo avrebbe ricadute enormi anche sulla comprensione della chimica dell’universo, perché molti degli atomi che compongono il nostro pianeta sono stati forgiati proprio in eventi simili.

Per ora restano più domande che risposte. Serviranno ulteriori osservazioni, simulazioni al computer e probabilmente qualche acceso dibattito tra colleghi prima di arrivare a una conclusione solida. Ma una cosa è certa: la superkilonova ha già conquistato l’attenzione della comunità scientifica. E quando un fenomeno riesce a mettere d’accordo astronomi di tutto il mondo sul fatto che “non sappiamo cosa sia”, beh, di solito è il segnale che ci si trova davanti a qualcosa di grosso.

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Le onde gravitazionali sono tra i fenomeni più sfuggenti dell’universo, e fino a oggi per intercettarle servivano strumenti enormi, lunghi chilometri. Ma un gruppo di scienziati ha appena proposto qualcosa di radicalmente diverso: cercarle nella luce che gli atomi emettono spontaneamente. Sembra quasi controintuitivo, eppure lo studio teorico, accettato per la pubblicazione su Physical Review Letters, apre una strada che potrebbe cambiare le regole del gioco nella fisica sperimentale.

Il team, composto da ricercatori della Stockholm University, del Nordita e dell’Università di Tubinga, parte da un’osservazione tanto semplice quanto trascurata. Quando un atomo assorbe energia, non resta eccitato a lungo. Torna rapidamente al suo stato base rilasciando luce a una frequenza ben precisa, un processo noto come emissione spontanea. Questa emissione dipende dall’interazione dell’atomo con il campo elettromagnetico quantistico. E qui entra il colpo di scena: le onde gravitazionali modulano proprio quel campo, alterando in modo sottile la frequenza dei fotoni emessi.

La cosa interessante è che questa modulazione non cambia la quantità di luce emessa. Cambia piuttosto il colore, la frequenza, dei fotoni a seconda della direzione in cui viaggiano. Ecco perché nessuno se ne era mai accorto. La quantità totale resta identica, ma la distribuzione direzionale porta con sé un’impronta nascosta. Un pattern che, secondo i ricercatori, potrebbe rivelare informazioni sulla direzione e la polarizzazione dell’onda gravitazionale stessa.

Atomi freddi e rivelatori in miniatura

Uno degli aspetti più affascinanti di questa proposta riguarda le implicazioni pratiche. Oggi, rilevare le onde gravitazionali a bassa frequenza è un obiettivo centrale per le future missioni spaziali. Il team sottolinea che sistemi basati su orologi atomici, che sfruttano transizioni ottiche estremamente precise, potrebbero risultare particolarmente adatti a testare questa idea. I cosiddetti sistemi ad atomi freddi permettono tempi di interazione molto lunghi, e questo li rende candidati ideali.

Jerzy Paczos, dottorando alla Stockholm University, ha spiegato che le onde gravitazionali modulano il campo quantistico, il quale a sua volta influenza l’emissione spontanea. Il paragone che i ricercatori usano è efficace: immaginate un atomo come una nota musicale costante, che normalmente suona uguale in ogni direzione. Un’onda gravitazionale di passaggio altererebbe leggermente il modo in cui quella nota viene percepita, a seconda di dove ci si trova ad ascoltare.

Una strada tutta da verificare, ma promettente

Navdeep Arya, ricercatore postdottorale sempre alla Stockholm University, ha aggiunto un dettaglio che fa riflettere: l’insieme atomico rilevante potrebbe avere dimensioni dell’ordine del millimetro. Rispetto agli interferometri kilometrici come LIGO, parliamo di un salto concettuale enorme. Ovviamente serve un’analisi approfondita del rumore di fondo per capire se tutto questo sia davvero realizzabile nella pratica, ma le prime stime sono incoraggianti.

Se le verifiche sperimentali dovessero confermare la teoria, potremmo trovarci davanti a rivelatori compatti di onde gravitazionali, accessibili a laboratori molto più piccoli di quelli attuali. Un modo nuovo, e decisamente più agile, per ascoltare i sussurri più violenti del cosmo.

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La collisione tra un buco nero e una stella di neutroni non è certo una novità nel panorama dell’astrofisica moderna. Ma quando l’orbita su cui i due oggetti si sono avvicinati prima di fondersi risulta essere ovale anziché circolare, beh, la faccenda diventa decisamente più interessante. Un gruppo di scienziati dell’Università di Birmingham, della Universidad Autónoma de Madrid e del Max Planck Institute for Gravitational Physics ha analizzato il segnale dell’evento GW200105, rilevato dai rivelatori di onde gravitazionali LIGO e Virgo, e ha scoperto qualcosa che nessuno si aspettava davvero di trovare. I risultati sono stati pubblicati l’11 marzo 2026 su The Astrophysical Journal Letters.

Fino a oggi, la comunità scientifica dava per scontato che coppie di questo tipo, una stella di neutroni e un buco nero in rotta di collisione, si stabilizzassero su orbite quasi perfettamente circolari ben prima della fusione. È un’aspettativa ragionevole, fondata su decenni di modelli teorici. Eppure la nuova analisi racconta una storia diversa: poco prima di fondersi e generare un buco nero con una massa pari a circa 13 volte quella del Sole, i due corpi stavano ancora percorrendo un’orbita con una forma allungata, ellittica. Una cosa mai osservata prima in un evento di questo tipo.

Cosa rivela davvero questa orbita anomala

Per arrivare a questa conclusione, il team ha utilizzato un nuovo modello sviluppato presso l’Institute of Gravitational Wave Astronomy dell’Università di Birmingham. Grazie a questo strumento, è stato possibile misurare contemporaneamente due parametri fondamentali: l’eccentricità orbitale, cioè quanto l’orbita fosse “stirata”, e la precessione, ovvero l’eventuale oscillazione legata alla rotazione degli oggetti. È la prima volta che entrambi gli effetti vengono misurati insieme in un evento che coinvolge una stella di neutroni e un buco nero.

Come ha spiegato Geraint Pratten, ricercatore dell’Università di Birmingham: la forma ellittica dell’orbita poco prima della fusione indica che questo sistema non si è evoluto in modo tranquillo e isolato, ma è stato quasi certamente modellato da interazioni gravitazionali con altre stelle, o magari da un terzo oggetto compagno. In pratica, un ambiente stellare caotico e affollato.

Le vecchie analisi erano sbagliate (e ora sappiamo perché)

Il passaggio chiave della ricerca è stato un’analisi bayesiana che ha messo a confronto migliaia di modelli teorici con il segnale gravitazionale reale. Il risultato? L’ipotesi di un’orbita circolare è stata esclusa con una confidenza del 99,5%. Non proprio un margine trascurabile.

Le analisi precedenti di GW200105 partivano dal presupposto che l’orbita fosse circolare. Questo errore di base aveva portato a sottostimare la massa del buco nero e sovrastimare quella della stella di neutroni. La nuova analisi corregge queste misurazioni e, tra l’altro, non trova evidenze significative di precessione, il che suggerisce che la forma ovale dell’orbita risalga alla formazione stessa del sistema e non sia un effetto legato allo spin.

Gonzalo Morras, della Universidad Autónoma de Madrid, lo ha detto in modo piuttosto netto: questa è una prova convincente del fatto che non tutte le coppie stella di neutroni e buco nero condividono la stessa origine. L’orbita eccentrica punta verso un ambiente di nascita dove molte stelle interagiscono gravitazionalmente tra loro.

La scoperta apre scenari nuovi e meno ordinati rispetto a quanto si pensava. Non esiste un unico percorso che porta a questi merger cosmici. Esistono probabilmente più scenari di formazione, alcuni plasmati da ambienti stellari densi e turbolenti. Man mano che i rivelatori di onde gravitazionali diventeranno più sensibili e identificheranno nuovi eventi, è lecito aspettarsi altre sorprese. E forse qualche altra certezza da rivedere.

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La costante di Hubble è uno di quei numeri che tolgono il sonno agli astrofisici. Sappiamo da quasi un secolo che l’universo si sta espandendo, questo è assodato. Il problema è che nessuno riesce a mettersi d’accordo su quanto velocemente stia accadendo. Tecniche diverse danno risultati diversi, e questa discrepanza ha un nome preciso: tensione di Hubble. Ora, un gruppo di ricercatori dell’Università dell’Illinois Urbana Champaign e dell’Università di Chicago ha proposto un approccio del tutto nuovo per tentare di chiudere la questione. Lo strumento? Le onde gravitazionali, quelle increspature invisibili nello spaziotempo generate dalla collisione tra buchi neri. E non le singole onde che già vengono captate dai rivelatori, ma qualcosa di più sottile: un debole ronzio di fondo, una sorta di brusio cosmico creato da milioni di collisioni troppo lontane per essere osservate una per una.

La ricerca, accettata per la pubblicazione su Physical Review Letters nel numero dell’11 marzo 2026, introduce quello che il team chiama “metodo della sirena stocastica”. Il nome richiama la natura casuale delle collisioni che contribuiscono a questo segnale di fondo gravitazionale. A guidare il lavoro ci sono il professor Nicolás Yunes, direttore fondatore dell’Illinois Center for Advanced Studies of the Universe, e Daniel Holz, professore di fisica e astrofisica all’Università di Chicago, insieme a un gruppo di giovani ricercatori tra cui Bryce Cousins, autore principale dello studio.

Perché i conti non tornano: il nodo della tensione di Hubble

Per capire la portata di questa scoperta, serve fare un passo indietro. Dagli inizi del Novecento, gli scienziati misurano l’espansione cosmica con due strategie principali. La prima si basa sulle osservazioni elettromagnetiche, in particolare sulle cosiddette “candele standard” come le supernove: esplosioni stellari la cui luminosità intrinseca è nota, il che permette di calcolare la distanza dalla Terra e la velocità di allontanamento. L’altra strada passa proprio dalle onde gravitazionali, rilevate sulla Terra dalla collaborazione LIGO Virgo KAGRA, una rete globale con oltre 2.000 membri. Anche queste onde permettono di stimare le distanze cosmiche, attraverso il cosiddetto metodo della “sirena standard”.

Il guaio è che le due famiglie di misurazioni non concordano. Le osservazioni dell’universo primordiale restituiscono un valore della costante di Hubble diverso da quello ottenuto studiando l’universo più recente. E siccome entrambe si basano sulla stessa fisica di fondo, dovrebbero dare lo stesso numero. Invece no. Se questa tensione di Hubble dovesse resistere a ogni tentativo di risoluzione, potrebbe significare qualcosa di enorme: che la comprensione attuale dell’universo primordiale va rivista. Le ipotesi in campo sono affascinanti quanto complesse: energia oscura primordiale, interazioni tra materia oscura e neutrini, oppure cambiamenti nel comportamento dell’energia oscura nel tempo.

Come funziona il nuovo metodo della sirena stocastica

Ed è qui che entra in gioco l’intuizione del team di Yunes e colleghi. Invece di concentrarsi sulle singole collisioni tra buchi neri (quelle abbastanza potenti da essere captate individualmente), i ricercatori hanno spostato l’attenzione su tutte le altre. Quelle che i rivelatori attuali non riescono a distinguere una per una, ma che sommate insieme generano un fondo di onde gravitazionali, un segnale debole ma persistente. Cousins lo spiega in modo piuttosto chiaro: osservando le collisioni individuali, è possibile stimare la frequenza con cui avvengono nell’universo. E sulla base di quelle stime, ci si aspetta un numero enorme di eventi invisibili che, tutti insieme, producono questo ronzio cosmico.

Il ragionamento è elegante. Se la costante di Hubble fosse più bassa, il volume osservabile dell’universo risulterebbe più piccolo. Le collisioni tra buchi neri sarebbero quindi più concentrate in uno spazio ridotto, e il segnale di fondo sarebbe più intenso. Se quel segnale non viene rilevato a un certo livello, si possono escludere tassi di espansione più lenti. Anche senza aver ancora rilevato direttamente il fondo gravitazionale, il team è già riuscito a escludere valori particolarmente bassi della costante di Hubble. E combinando il metodo della sirena stocastica con le misurazioni esistenti dalle fusioni individuali, hanno ottenuto una stima più precisa, che cade proprio nell’intervallo associato alla tensione di Hubble.

La cosa più promettente è che questo approccio diventerà sempre più potente man mano che gli osservatori gravitazionali miglioreranno la propria sensibilità. Gli scienziati si aspettano di riuscire a rilevare direttamente il fondo di onde gravitazionali entro circa sei anni. Nel frattempo, ogni limite più stretto imposto al segnale di fondo continuerà a restringere la gamma possibile della costante di Hubble. Come dice Cousins: includendo queste informazioni aggiuntive, ci si aspetta di ottenere risultati cosmologici migliori e di avvicinarsi alla risoluzione della tensione di Hubble. Non è una promessa da poco, per un ronzio che quasi nessuno riesce ancora a sentire.

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