La prima immagine di un buco nero offre una prova diretta a sostegno della spiegazione della teoria della relatività di Einstein e permette di approfondire nuovi studi nel campo della fisica

La prima foto di un buco nero (Eht)
Il 10 aprile 2019 è stata mostrata da numerose conferenze in tutto il mondo la prima foto di un buco nero. Una prima assoluta, che segna un successo scientifico non da poco. L’immagine di un buco nero una prova diretta e visiva, che finora non c’era, dell’esistenza di questi oggetti, teorizzati ben più di un secolo fa da Albert Einstein.
Se già esistevano alcune misurazioni indirette, in questo caso siamo davanti a qualcosa che si avvicina moltissimo a una foto, la “foto del secolo”, come l’hanno definita gli scienziati. La realizzazione di questa foto può aprire nuovi scenari di studio nell’ambito dell’astronomia. In ultimo per capire meglio com’è fatto l’universo.

Una storia di successi

Prima la scoperta del bosone di Higgs nel 2012, poi le onde gravitazionali nel 2016 e ora la prima la foto di un buco nero. Questa immagine è un altro pezzo del puzzle, l’ultimo tassello di una storia di successi (anche mediatici) nell’ambito della fisica, che si vanno accumulando negli ultimi anni. E non bisogna dimenticare che è un successo in parte anche italiano: all’impresa hanno preso parte ricercatori di varie istituzioni nazionali, fra cui l’Istituto nazionale di astrofisica, l’Istituto nazionale di fisica nucleare e l’Università degli studi di Napoli Federico II.

Perché è importante

Ciò che è stato ripreso, attraverso vari telescopi della rete Eht ed elaborazioni complesse dei dati raccolti, è l’ombra del buco nero supermassiccio M87, al centro della galassia Messier 87. Vedere la sua ombra è il risultato che in assoluto si avvicina di più ad avere una foto del buco nero stesso.
L’ombra del buco nero è definita in gergo tecnico come orizzonte degli eventi, una sorta di superficie immaginaria, che circonda ogni buco nero, il cui orizzonte delimita appunto una regione in cui la gravità è elevatissima e niente, né la materia né la luce, riescono a evadere da questo spazio. “L’orizzonte degli eventi è la caratteristica fondamentale che definisce il buco nero”, spiega l’astrofisico ex Inaf Ciriaco Goddi, segretario del consiglio scientifico del consorzio Eht, “e non era mai stato osservato fino ad oggi”.

Le implicazioni

I buchi neri sono la predizione più estrema di Einstein, dato che si tratta di regioni dello spazio-tempo in cui la curvatura è talmente grande da non lasciar sfuggire nulla. “Per questo – aggiunge Goddi – osservarli e conoscere meglio la loro struttura estrema è essenziale anche per comprendere se le teorie fisiche formulate fino a oggi sono verificate”.
E gli scienziati hanno visualizzato proprio quello che si attendevano. Quello che si aspettavano è che, attraverso le particolari tecniche utilizzate, la materia attratta all’interno del buco nero, incandescente, emettesse luce in parte osservabile con i radiotelescopi.
Oggi, i dettagli dell’immagine sono perfettamente in accordo con la teoria della relatività generale di Einstein e confermano ancora una volta che il grande fisico aveva ragione. E i ricercatori mostrano che lo spazio-tempo si comporta esattamente così, una conferma non da poco per la comprensione di come si comporta l’Universo.
“Si tratta della prima ‘istantanea’ mai ottenuta di un buco nero”, commenta il fisico della Columbia University Brian Greene, uno dei maggiori esperti della teoria delle stringhe, durante il World Science Festival. “Un’altra prova che Einstein aveva ragione […] e della potenza dell’intelligenza umana”.
Queste osservazioni – spiega Mariafelicia De Laurentis, ricercatrice dell’Istituto nazionale di fisica nucleare e docente di astrofisica all’Università Federico II di Napoli, che all’interno dell’Eht ha coordinato il gruppo di analisi teorica dell’esperimento – vengono ora a costituire un nuovo strumento di indagine per esplorare la gravità nel suo limite estremo e su una scala di massa che finora non era stata accessibile”.
Dal punto di vista concettuale, aggiunge la ricercatrice, il risultato rappresenterà uno strumento formidabile per studiare, confermare o escludere le varie teorie relativistiche della gravitazione formulate a partire dalla relatività generale di Albert Einstein.
Ora gli scienziati stanno raccogliendo dati per arrivare a fotografare anche Sagittarius A*, il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, che aiuterebbe a capire meglio in che modo si comporta la nostra galassia. “Probabilmente – aggiunge Goddi – come ci auguriamo, fra un anno avremo anche quest’immagine”.

Verso strumenti sempre più sofisticati

Ma anche la strumentazione ha giocato la sua parte in questo esperimento. La sensibilità e la risoluzione è senza precedenti, sottolineano gli scienziati. L’Event Horizon Telescope (letteralmente telescopio dell’orizzonte degli eventi) collega otto telescopi dislocati in diverse parti del pianeta dando vita a un telescopio virtuale di dimensioni pari a quelle della Terra.
Questo sistema, reso possibile dalla tecnica Vlbi (Very-long-baseline interferometry) offre agli scienziati un nuovo modo di studiare gli oggetti più estremi dell’universo, come i buchi neri supermassicci. Ma grazie agli avanzamenti di questa tecnica, anche altri oggetti celesti invisibili e difficili da rintracciare potrebbero essere studiati meglio. Stiamo parlando di radiosorgenti, ovvero sorgenti di onde radio, come resti di supernove e nuclei galattici attivi. Insomma, i risultati di oggi spingeranno sempre più avanti la ricerca in ambito tecnologico.

(Wired)