Essere un astrofisico e padre di due figli non è un compito facile. Basta chiedere a Dimitrios Psaltis.

In una mattinata recente, il professore di astronomia e fisica dell'Università dell'Arizona ha alternato una ricetta per frittelle francesi e una serie di complesse simulazioni al computer che tracciano il contorno di un buco nero.

"La vita va a vanti, " disse Salti, lo Shutzer Fellow 2016-2017 presso il Radcliffe Institute for Advanced Study di Harvard, che sta lavorando per catturare la prima immagine in assoluto dell'enorme vuoto oscuro al centro della Via Lattea, quello che gli scienziati pensano stia risucchiando qualsiasi materia o radiazione che vaghi troppo vicino al suo orizzonte degli eventi, o punto di non ritorno.

"La mattina, fai buchi neri, " disse Salti, "in serata, prepari le crepes alla Nutella per i tuoi bambini."

Dare priorità al suo tempo è una seconda natura per Salti, uno scienziato capo del progetto Event Horizon Telescope (EHT), uno sforzo multinazionale che coinvolge più di 100 ricercatori, compresa sua moglie, ex compagno di Radcliffe Feryal Özel, e una serie di radiotelescopi superpotenti sparsi in tutto il mondo. La prossima primavera quei telescopi trasformeranno la Terra in un occhio gigante quando punteranno tutti verso Sagittarius A*, il buco nero al centro della galassia prima previsto da Albert Einstein e dalla sua teoria della relatività generale, e da allora oggetto di studio da innumerevoli fisici teorici, tra questi il ​​famoso detective cosmico Stephen Hawking.

Durante la sua comunione, Psaltis perfezionerà le simulazioni al computer che lui e il suo team utilizzeranno durante l'analisi dei dati EHT per determinare le dimensioni e la forma del buco nero. I loro risultati potrebbero dimostrare che la teoria di Einstein - l'idea che la gravità sia dovuta alla curvatura del continuum noto come spazio-tempo - sia esatta. O, forse, solo un po' fuori.

"Quello che stiamo cercando non è una descrizione della gravità, " Egli ha detto, "ma la descrizione che sembra essere quella che descrive il nostro universo."

Per fare questi calcoli, i ricercatori dovranno vedere cosa è stato finora invisibile. Ma come si cattura esattamente l'immagine di una rotazione, gigantesco abisso nero? tu no, detto Salti. Scatta una foto della sua ombra.

Intorno a Sagittarius A* vorticano particelle cariche che sono state espulse dalla superficie delle stelle vicine. Muovendosi a velocità supersoniche, quelle particelle si riscaldano a milioni di gradi per formare una massa splendente di plasma, o "disco di accrescimento, " intorno al bordo del buco nero prima che vengano inghiottiti.

"Il plasma è così caldo che in realtà brilla nelle onde radio rilevate dai telescopi, " disse Psaltis. "Metti un buco nero davanti a quel plasma incandescente e ottieni un'ombra, ottieni una sagoma."

Ma, come ha scoperto il team degli effetti speciali per il film "Interstellar", produrre un'immagine realistica di un buco nero richiede molto tempo. (Secondo quanto riferito, alcuni singoli fotogrammi del film hanno impiegato 100 ore per il rendering.) Desideroso di accelerare il processo, Psaltis e il suo team hanno hackerato la scheda grafica del loro computer, il circuito che controlla come le immagini appaiono sullo schermo, e gli ho dato qualcosa in più.

"Abbiamo programmato quei chip per eseguire il rendering in presenza di un buco nero... I nostri codici sono così veloci che ora usiamo un tipo di Xbox per controllare il processo con le nostre mani perché non c'è modo di digitare abbastanza velocemente da fare esso."

Se l'immagine prodotta da Salti e dai suoi colleghi è perfettamente rotonda, indicherà che Einstein aveva del tutto ragione. Ma se l'immagine inizia a deformarsi e piegarsi, significa che la sua teoria potrebbe aver bisogno di qualche ritocco.

"Quel bel cerchio che vedi qui ha una dimensione particolare, ha una forma particolare solo perché ce lo diceva la teoria di Einstein, " disse Salti, indicando una simulazione sul suo schermo. "Se la teoria è diversa, sia la dimensione che la forma saranno diverse.

"La forma dell'ombra può essere usata per dirci esattamente come appare quel campo gravitazionale al di fuori di quel buco nero, " aggiunse. "E misurando questo, o potremo dire se la teoria di Einstein lo prevede al 100%, o se ci sono piccole modifiche che dobbiamo aggiungere per farlo bene... questa è la pistola fumante per quanto riguarda la gravità di Einstein."

L'attuale progetto di Psaltis ha profonde radici ad Harvard. Negli anni '90, lui e Özel erano entrambi nel campus, Psaltis facendo ricerca post-dottorato, la sua futura moglie che persegue il suo dottorato di ricerca. Insieme hanno collaborato con Ramesh Narayan, il Thomas Dudley Cabot Professore di Scienze Naturali, sulle prime simulazioni che hanno esplorato cosa succede al plasma attorno a un buco nero. Quella ricerca ha aiutato a determinare che la lunghezza d'onda radio che avrebbe dato loro le migliori possibilità di vedere l'orizzonte degli eventi del buco nero era lunga circa un millimetro.

"Abbiamo scoperto che il plasma diventa sempre più trasparente man mano che si passa a una frequenza sempre più alta ed è quello che abbiamo calcolato, dove devi fare quell'osservazione per poter scrutare attraverso il plasma, " disse Psaltis. Ad un millimetro "vedi l'ombra del buco nero, " Egli ha detto.

Il lavoro si basa sulla ricerca di Sheperd Doeleman, astrofisico presso l'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics e ricercatore principale per il progetto Event Horizon. Fu Doeleman che per primo misurò la dimensione della regione emittente del disco di accrescimento, nel 2008.

Gli scettici persistono. Nonostante il suo potenziale per far progredire la comprensione dei buchi neri e dare un giudizio scientifico chiave sul lavoro di Einstein, ricerche come quella di Psaltis lasciano alcuni dubbi sull'effetto sulla vita sulla Terra quando Sagittario A* ha 26 anni, 000 anni luce di distanza. Il nativo della Grecia, che ha detto che riceve quella domanda "tutto il tempo, " indossa il cappello del suo filosofo per rispondere. Tali sforzi hanno un piede sia nel passato che nel futuro, ha notato, e può anche illuminare eventi e idee specifici, dal Big Bang alle indagini sugli universi paralleli.

Altrettanto importante è l'idea che la ricerca di oggi potrebbe avere il suo maggiore impatto domani, disse Salti. Per fare il suo caso, ha citato il lavoro del matematico tedesco Bernhard Riemann, che ha sfidato il modello accettato della geometria euclidea nel 1800 immaginando un mondo in cui due linee parallele alla fine si incrociavano. Einstein avrebbe continuato a basare la relatività generale sul quadro matematico di Riemann.

"Nemmeno nei suoi sogni più sfrenati Riemann avrebbe potuto prevedere che, " disse Psaltis. "Ma se non avesse chiesto nel 1800, "C'è un modo per far incrociare due linee parallele?" non avremmo le teorie di Einstein, o GPS, poiché il tuo telefono effettua calcoli basati sulle teorie di Einstein per determinare dove ti trovi.

"Il pensiero astratto è buono per la curiosità intellettuale, " ha aggiunto. "Non puoi mai dire dove ti può portare."