Un recente studio dell'Università Humboldt di Berlino e della Queen Mary University di Londra ha raggiunto un nuovo livello di precisione nella modellazione delle collisioni tra buchi neri e stelle di neutroni. Questa svolta migliora significativamente la nostra capacità di comprendere le onde gravitazionali.
Le tecniche avanzate del team, basate sulla teoria quantistica dei campi, hanno permesso loro di calcolare il quinto ordine post-Minkowskiano (5PM) per osservabili come gli angoli di scattering, l'energia irradiata e il rinculo. Un risultato sorprendente di questa ricerca è l'emergere di periodi di Calabi-Yau tridimensionali, strutture geometriche tipicamente associate alla teoria delle stringhe e alla geometria algebrica, nel contesto dell'energia radiativa e del rinculo. Queste costruzioni matematiche stanno ora dimostrando la loro rilevanza nella descrizione di fenomeni astrofisici reali.
Con il miglioramento della sensibilità degli osservatori di onde gravitazionali come LIGO e l'arrivo di rivelatori di nuova generazione come LISA, la domanda di modelli teorici altamente accurati è in crescita. Secondo il Dr. Gustav Mogull della Queen Mary University di Londra, la precisione matematica e computazionale necessaria per studiare l'interazione e lo scattering dei buchi neri attraverso la gravità è immensa. Benjamin Sauer, dottorando presso l'Università Humboldt di Berlino, osserva che la comparsa delle geometrie di Calabi-Yau migliora la nostra comprensione dell'interazione tra matematica e fisica e migliorerà i modelli utilizzati per interpretare i dati osservativi nell'astronomia delle onde gravitazionali. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature il 14 maggio 2025.