I buchi neri non sono fatti di materia, anche se hanno una grande massa. Questo spiega perché non è stato ancora possibile osservarli direttamente, ma solo per effetto della loro gravità sull'ambiente circostante. Distorcono lo spazio e il tempo e hanno un'attrazione davvero irresistibile. È difficile credere che l'idea alla base di oggetti così esotici abbia già più di 230 anni.

Il luogo di nascita dei buchi neri si trova nel tranquillo villaggio di Thornhill nella contea inglese dello Yorkshire. Nel XVIII secolo, qui è dove John Michell ha fatto la sua casa, accanto alla chiesa medievale. Qui fu rettore per 26 anni e – come testimonia l'iscrizione sul suo memoriale nella chiesa – molto stimato anche come studioso. Infatti, Michell aveva studiato non solo teologia, ebraico e greco a Cambridge, ma aveva anche rivolto la sua attenzione alle scienze naturali.

Il suo interesse principale era la geologia. In un trattato, pubblicato dopo il terremoto di Lisbona del 1755, sosteneva che esistessero onde sotterranee che propagavano un tale terremoto. Questa teoria ha suscitato molto scalpore nel mondo accademico, e portò John Michell ad essere accettato come Fellow della Royal Society a Londra, non da ultimo a causa di questa teoria.

Ha tenuto un discorso davanti a questa rinomata società nel 1783 sulla gravitazione delle stelle. Ha usato un esperimento mentale per spiegare che la luce non avrebbe lasciato la superficie di una stella molto massiccia se la gravitazione fosse stata sufficientemente grande. E ne dedusse:"Se un tale oggetto esistesse davvero in natura, la sua luce non potrebbe mai raggiungerci."

Più di un decennio dopo Michell, un altro scienziato ha ripreso lo stesso argomento:nel suo libro pubblicato nel 1796 - Exposition du Système du Monde - il matematico francese, il fisico e astronomo Pierre-Simon de Laplace descrisse l'idea di stelle massicce dalle quali nessuna luce poteva sfuggire; questa luce consisteva di corpuscoli, particelle molto piccole, secondo la teoria generalmente accettata di Isaac Newton. Laplace chiamò un tale oggetto corpo oscuro, cioè corpo scuro.

I giochi di pensiero fisico giocati da John Michell e Pierre-Simon de Laplace non hanno incontrato molta risposta, però, e furono presto dimenticati. Toccò ad Albert Einstein con la sua Teoria della Relatività Generale aprire la strada a questi "corpi oscuri" per entrare nel regno della scienza, senza che questa fosse davvero la sua intenzione. Sebbene l'esistenza di singolarità puntiformi, in cui la materia e le radiazioni del nostro mondo semplicemente scomparirebbero, può essere derivato dalle equazioni da lui pubblicate nel 1915, Nel 1939 Einstein pubblicò un articolo sulla rivista Annals of Mathematics in cui intendeva dimostrare che tali buchi neri erano impossibili.

Ma nel 1916, l'astronomo Karl Schwarzschild aveva preso la Teoria della Relatività Generale come base per calcolare le dimensioni e il comportamento di un buco nero statico non rotante e privo di carica elettrica. Il suo nome è stato dato al raggio dipendente dalla massa di un tale oggetto, dentro cui nulla può sfuggire all'esterno. Questo raggio sarebbe di circa un centimetro per la Terra.

Schwarzschild ha avuto una carriera fulminea durante la sua breve vita. Nato nel 1873 come primogenito di sei figli di una famiglia ebrea tedesca a Francoforte, il suo talento è emerso in tenera età. Aveva solo 16 anni quando pubblicò due articoli su una rinomata rivista sulla determinazione delle orbite dei pianeti e delle stelle binarie. La sua successiva carriera in astronomia lo portò via Monaco, Vienna e Gottinga a Potsdam, dove divenne direttore dell'osservatorio astrofisico nel 1909. Pochi anni dopo, nel bel mezzo della prima guerra mondiale - Karl Schwarzschild era sottotenente di artiglieria sul fronte orientale in Russia - ha derivato le soluzioni esatte per le equazioni di campo di Einstein. Morì l'11 maggio 1916 per una malattia autoimmune della pelle.

Il tema dei buchi neri non ha ancora trovato la sua strada nel dominio scientifico, però. Se qualcosa, l'interesse per il costrutto teorico di Einstein diminuì sempre di più dopo il clamore iniziale. Questa fase durò approssimativamente dalla metà degli anni '20 alla metà degli anni '50. Seguì poi quello che il fisico Clifford Will chiamò il "rinascimento" della Teoria della Relatività Generale.

Divenne ora importante descrivere oggetti che inizialmente interessavano solo i teorici. Nane bianche, Per esempio, o stelle di neutroni dove la materia esiste in stati molto estremi. Le loro proprietà inaspettate potrebbero essere spiegate con l'aiuto di nuovi concetti derivati ​​da questa teoria. Quindi anche i buchi neri si sono spostati al centro dell'attenzione. E gli scienziati che ci lavoravano sono diventati delle star, come il fisico britannico Stephen Hawking.

All'inizio degli anni Settanta, Uhuru ha annunciato una nuova era per l'astronomia osservativa. Il satellite ha esaminato l'universo nella gamma di radiazioni a raggi X di lunghezza d'onda estremamente corta. Uhuru ha scoperto centinaia di fonti, generalmente stelle di neutroni. Ma tra questi c'era un oggetto particolare nella costellazione del Cigno (=cigno). È stato dato la designazione Cygnus X-1. I ricercatori hanno scoperto che si trattava di una stella gigante di circa 30 masse solari che brillava di un bagliore blu. Attorno ad esso orbita un oggetto invisibile di circa 15 masse solari, apparentemente un buco nero.

Questo spiega anche i raggi X registrati:la gravità del buco nero attrae la materia della stella principale. Questo si raccoglie in un cosiddetto disco di accrescimento attorno all'enorme mostro, gli gira intorno a una velocità incredibilmente alta, viene riscaldata fino a diversi milioni di gradi dall'attrito ed emette raggi X prima di scomparire nell'abisso spazio-temporale.

Cygnus X-1 non è affatto l'unico buco nero che gli astronomi hanno rilevato indirettamente. Finora, ne hanno trovati tutta una serie con tra le 4 e le 16 masse solari. Ma ce n'è uno che è molto più massiccio. Si trova nel cuore della nostra Via Lattea, intorno ai 26, 000 anni luce di distanza, ed è stato scoperto alla fine degli anni '90. Nel 2002, un gruppo che comprendeva Reinhard Genzel del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics è riuscito a fare una scoperta sensazionale:al Very Large Telescope dell'European Southern Observatory (ESO), gli scienziati hanno osservato una stella che si era avvicinata al centro galattico entro appena 17 ore luce (poco più di 18 miliardi di chilometri).

Nei mesi e negli anni che seguirono, hanno potuto osservare il moto orbitale di questa stella, a cui è stata data la designazione S2. Orbita intorno al centro della galassia (Sagittarius A*) una volta ogni 15,2 anni a una velocità di 5000 chilometri al secondo. Dal moto di S2 e di altre stelle, gli astronomi hanno concluso che circa 4,5 milioni di masse solari sono concentrate in una regione delle dimensioni del nostro sistema planetario. C'è solo una spiegazione plausibile per una tale densità:un gigantesco buco nero.

La nostra Via Lattea non fa eccezione:gli scienziati ritengono che questi mostri di massa si nascondano al centro della maggior parte delle galassie, alcune anche molto più grandi di Sagittarius A*. Un buco nero di ca. 6,6 miliardi di masse solari si trovano all'interno di una galassia gigante nota come M87! Come Sagittario A*, this stellar system 53 million light years away is also part of the observation programme of the Event Horizon Telescope.

With the discovery of gravitational waves in September 2015, the history of black holes reached its present climax. A quel tempo, waves from two merging holes with 36 and 29 solar masses were registered. This heralded in a new era of astronomy, whose aim is to bring light into the dark universe. And also to shed light on these mysterious black holes.