I buchi neri sono da molto tempo superstar della fantascienza. Ma la loro fama a Hollywood è un po' strana dato che nessuno ne ha mai visto uno - almeno, fino ad ora. Se avevi bisogno di vedere per credere, quindi ringraziare l'Event Horizon Telescope (EHT), che ha appena prodotto la prima immagine diretta di un buco nero. Questa straordinaria impresa ha richiesto una collaborazione globale per trasformare la Terra in un gigantesco telescopio e fotografare un oggetto a migliaia di miliardi di chilometri di distanza.

Per quanto sbalorditivo e innovativo com'è, il progetto EHT non si limita a raccogliere una sfida. È un test senza precedenti per verificare se le idee di Einstein sulla natura stessa dello spazio e del tempo resistono in circostanze estreme, e guarda più da vicino che mai al ruolo dei buchi neri nell'universo.

Per farla breve:Einstein aveva ragione.

Catturare l'inafferrabile

Un buco nero è una regione dello spazio la cui massa è così grande e densa che nemmeno la luce può sfuggire alla sua attrazione gravitazionale. Sullo sfondo nero dell'inchiostro al di là, catturarne uno è un compito quasi impossibile. Ma grazie al lavoro pionieristico di Stephen Hawking, sappiamo che le masse colossali non sono solo abissi neri. Non solo sono in grado di emettere enormi getti di plasma, ma la loro immensa gravità attira flussi di materia nel suo nucleo.

Quando la materia si avvicina all'orizzonte degli eventi di un buco nero, il punto in cui nemmeno la luce può sfuggire, forma un disco orbitante. La materia in questo disco convertirà parte della sua energia in attrito mentre sfrega contro altre particelle di materia. Questo riscalda il disco, proprio come ci scaldiamo le mani in una giornata fredda sfregandole insieme. Più la questione è vicina, maggiore è l'attrito. La materia più vicina all'orizzonte degli eventi risplende brillantemente luminosa con il calore di centinaia di Soli. È questa luce che l'EHT ha rilevato, insieme alla "sagoma" del buco nero.

Produrre l'immagine e analizzare tali dati è un compito incredibilmente difficile. Come astronomo che studia i buchi neri nelle galassie lontane, Di solito non riesco nemmeno a immaginare chiaramente una singola stella in quelle galassie, figuriamoci vedere il buco nero al loro centro.

Il team EHT ha deciso di prendere di mira due dei buchi neri supermassicci più vicini a noi, entrambi nella grande galassia di forma ellittica, M87, e in Sagittario A*, al centro della nostra Via Lattea.

Per dare un'idea di quanto sia difficile questo compito, mentre il buco nero della Via Lattea ha una massa di 4,1 milioni di Soli e un diametro di 60 milioni di chilometri, sono 250, 614, 750, 218, 665, 392 chilometri di distanza dalla Terra:è l'equivalente di viaggiare da Londra a New York 45 trilioni di volte. Come notato dal team EHT, è come essere a New York e cercare di contare le fossette su una pallina da golf a Los Angeles, o immaginando un'arancia sulla luna.

Per fotografare qualcosa di così incredibilmente lontano, il team aveva bisogno di un telescopio grande quanto la Terra stessa. In assenza di una macchina così gigantesca, il team EHT ha collegato tra loro telescopi da tutto il pianeta, e combinato i loro dati. Per catturare un'immagine accurata a tale distanza, i telescopi dovevano essere stabili, e le loro letture completamente sincronizzate.

Per compiere questa impresa impegnativa, il team ha utilizzato orologi atomici così precisi da perdere solo un secondo ogni cento milioni di anni. Il 5, 000 terabyte di dati raccolti erano così grandi che dovevano essere archiviati su centinaia di dischi rigidi e consegnati fisicamente a un supercomputer, che ha corretto le differenze di tempo nei dati e ha prodotto l'immagine sopra.

Relatività Generale confermata

Con un senso di eccitazione, Ho guardato per la prima volta il live streaming che mostrava l'immagine del buco nero dal centro di M87.

La più importante conclusione iniziale è che Einstein aveva ragione. Ancora. La sua teoria della relatività generale ha superato negli ultimi anni due seri test nelle condizioni più estreme dell'universo. Qui, La teoria di Einstein predisse le osservazioni di M87 con infallibile precisione, ed è apparentemente la descrizione corretta della natura dello spazio, tempo, e gravità.

Le misurazioni delle velocità della materia attorno al centro del buco nero sono coerenti con l'essere vicino alla velocità della luce. Dall'immagine, gli scienziati dell'EHT hanno determinato che il buco nero M87 è 6,5 miliardi di volte la massa del Sole e 40 miliardi di km di diametro, che è più grande dell'orbita solare di Nettuno di 200 anni.

Questa volta il buco nero della Via Lattea era troppo difficile da ottenere con precisione a causa della rapida variabilità dell'emissione di luce. Auspicabilmente, presto verranno aggiunti altri telescopi all'array dell'EHT, per ottenere immagini sempre più nitide di questi affascinanti oggetti. Non ho dubbi che nel prossimo futuro saremo in grado di contemplare il cuore oscuro della nostra galassia.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.