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Einstein aveva ragione: il buco nero esiste! Ecco la prima foto

E dopo 100 anni viene pubblicata la nuova foto del secolo. Si vede la linea dell’orizzonte degli eventi, la distorsione dello spazio-tempo. E' una conferma della teoria della Relatività, mai appurata prima in un laboratorio di fisica così estremo. All’osservazione hanno partecipato 8 radiotelescopi di tutto il mondo

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Einsten aveva ragione: il buco nero esiste!

L’ Event Horizon Telescope (EHT), un consorzio internazionale tra più radiotelescopi, è riuscito per la prima volta a osservare direttamente l’”ombra” del buco nero supermassiccio che si trova al centro della galassia M87 (Virgo A), a 55 milioni di anni luce da noi. L’annuncio è stato fatto oggi dal team di ricerca di EHT, che ha inoltre mostrato un’immagine del buco nero, la prima a essere realizzata nella storia dello studio di queste misteriose regioni dello Spazio. Lo storico risultato consentirà di comprendere meglio le caratteristiche dei buchi neri, per confermare o smentire alcune parti della teoria della relatività di Einstein e della meccanica quantistica. Se vi sta già girando la testa, fate un bel respiro e partiamo con calma, dall’inizio.

Dopo i lunghi mesi di silenzio, gli scienziati che la vedevano prendere forma, nei loro laboratori, già l’avevano battezzata la “foto del secolo”. E ora è stata svelata. La prima immagine di un buco nero è una silhouette oscura, la linea dell’orizzonte degli eventi che nessuno aveva mai visto, lì dove spazio e tempo si accartocciano e tutto ciò che ne valica il limite viene risucchiato e dal quale nemmeno la luce può emergere.

Il buco nero dista a circa 55 milioni di anni luce da noi, anche se in realtà, il soggetto principale è una assenza. Una struttura ad anello con una regione centrale dalla quale non arrivano fotoni, ossia radiazione elettromagnetica, nessuna forma di luce. È l’ombra del buco nero al centro di M87 che si trova nel vicino ammasso della Vergine (e non, come ci si attendeva, di quello al centro della Via Lattea, Sagittarius A).

E come accadde esattamente 100 anni fa, con la celebre foto dell’eclissi solare, anche oggi “siamo di fronte alla conferma del Relatività di Einstein” ha detto il direttore del progetto Eht Sheperd S. Doeleman del Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian presentando l’immagine.

Ma cos’è il buco nero? Immaginate un cannone che spara una palla verso l’alto, perfettamente perpendicolare al suolo. Che cosa succede? La palla raggiunge una certa quota poi, a causa della gravità, torna indietro. Se però il cannone riesce a sparare la palla con la giusta velocità, questa può vincere la forza di gravità e può continuare ad allontanarsi dalla Terra senza tornare indietro. Per farlo ha raggiunto la cosiddetta “velocità di fuga”. Ma cosa accadrebbe se collocassimo il cannone su un corpo diverso dalla Terra, con una massa enorme, talmente grande da rendere gravitazionalmente impossibile la fuga della palla?

Seguendo questo ragionamento, basato sulla fisica newtoniana, nel Diciottesimo secolo a scopo puramente speculativo fu immaginata l’esistenza di un corpo con una massa così grande – e quindi una forza di gravità – da non consentire a nulla, nemmeno alla luce, di raggiungere la velocità di fuga. Anche se mancavano ancora concetti fondamentali introdotti dalla fisica nei primi del Novecento, quella speculazione corrispondeva alla prima inconsapevole ipotesi sull’esistenza dei buchi neri.

Un buco nero è una regione dello spaziotempo (la struttura quadrimensionale dell’Universo: lunghezza, larghezza, profondità e tempo) che possiede un campo gravitazionale così intenso che nulla di ciò che contiene al suo interno può sfuggirgli. E quando diciamo nulla, intendiamo proprio niente: nemmeno la luce. Per fuggire da un buco nero si dovrebbe raggiungere una velocità superiore a quella della luce, ma siccome per quanto ne sappiamo la velocità della luce è un limite insuperabile, nessuna particella e nessun tipo di energia può allontanarsi da quella regione dello spaziotempo: resta tutto per sempre intrappolato al suo interno.

Il concetto di buco nero, nella sua forma oggi più condivisa e basata sulla relatività, fu teorizzato nel 1916 dal fisico tedesco Karl Schwarzschild. Albert Einstein aveva pubblicato un anno prima la Teoria della relatività generale, che tra le altre cose diceva che un campo gravitazionale è una deformazione dello spaziotempo causata dalla presenza di un oggetto con una grande massa. Semplificando molto, potete immaginarla come un trampolino elastico sul quale mettete una palla da bowling: il telo cede e si deforma formando una sorta di imbuto intorno alla palla. In questa analogia, il trampolino è lo spaziotempo, mentre la palla è l’oggetto molto massiccio. Einstein teorizzò inoltre che la velocità della luce sia una costante limite: oltre non si può andare.

Affascinato dal lavoro di Einstein, che spiegava tutto questo, Schwarzschild si mise a studiare la teoria della relatività e calcolò che se si comprime un oggetto sferico rendendolo ad altissima densità, questo produce una deformazione nello spaziotempo tale da impedire a qualsiasi cosa di sfuggirgli. E siccome nulla può sfuggire, nemmeno la luce, l’oggetto è nero, un buco nero. Nella nostra analogia di prima del trampolino, sarebbe come accendere una torcia elettrica sull’orlo della deformazione e vedere che la luce viene attirata verso la palla da bowling, da cui non può sfuggire.

Oggi per la prima volta abbiamo avuto la prova più concreta circa l’esistenza di un buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia. L’immagine, la prima nel suo genere, mostra che cosa succede alla luce e alla materia che si trovano in prossimità del buco nero. I dati raccolti e le prossime osservazioni ci aiuteranno a capire meglio il funzionamento dei buchi neri, la loro storia e la loro evoluzione. Ci aiuteranno inoltre a trovare conferme o eccezioni alle teorie relativistiche che cercano di spiegare come funziona tutto, dall’infinitamente piccolo all’infinitamente grande. L’immagine di oggi è solo l’inizio.

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