Ciao. L’intervallo con il video delle immagini di quadri dipinti da mio fratello voleva essere lo stacco fra la prima e la seconda parte del post sulla teoria dello scienziato Roger Penrose che cerca di spiegare l’anima con la fisica delle particelle quantistiche, e della gravtà subatomica. Ma non ho resistito alla tentazione di scrivervi di getto (e furtivamente, sto in ufficio, pomeriggio calmo…-  qualcosa su questo evento scientifico, su questa cosa che io trovo molto bella. Ci sarà, e penso presto, la seconda parte del post di cui sopra).
PUBBLICATA DA PRESTIGIOSE RIVISTE LA FOTO DI UN BUCO NERO
-o meglio, appena sopra la sua insondabile superficie-
black hole eating nearstar matter
Immagine di fantasia (ma realistica) di un buco nero che assorbe materia dalla stella compagna “normale”-diventano buchi neri solo stelle con massa almeno superiore a tre masse solari, dopo che lo strato esterno viene espulso. Anche lo strato esterno del nostro Sole si espandera’ fino oltre l’orbita della Terra e di Marte, ma il suo nucleo si limitera’ a diventare nana bianca, calda, delle dimensioni della Terra. Il Sole e’ al di sotto della massa critica di 1,4 masse solari, oltre la quale, la stella diventa “stella degenere”, cioè fatta non di materia atomica ma:  le stelle di neutroni,solo di neutroni; dentro i buchi neri, non si sa cosa la materia diventi, se di materia si puo’ parlare. Un buco nero, di massa pari a piu’ di tre, quattro masse solari, ha un diametro di pochi chilometri. Il nostro buco nero centrale, Sagittarius -A ha un diametro di 2 milioni di masse solari, e un diametro come il nostro sistema solare. Il buco nero “fotografato” della galassia m-87, ha piu’ di 6 miliardi di masse solari, e un diametro forse di poco superiore al sistema solare.
*****

Pubblicata la fotografia di un buco nero! Il punto esclamativo è d’obbligo, e lo dedico a chi, come me, si entusiasma per queste cose. Cose che non cambiano la nostra vitella- nel senso non di neonata femmina di bovino, ma di vita piccola, nei riguardi dell’universo dove siamo immersi-; o forse sì, nel tempo; sicuramente si’, la cambiano se prendiamo come vita il miglioramento delle conoscenze scientifiche, e non solo il succedersi delle cose di ogni giorno, dalla sveglia allo spegnere l’abatjour (od altra fonte di luce elettrica equipollente, lampadario o neon che sia).

Ma di che cosa si tratta? Perché la notizia è così stupefacente, a chi la cosa interessa? Innanzitutto, la notizia (proprio per la sua importanza) ha in poche ore perso di freschezza; c’è un pauroso tam-tam mediatico, giornali televisione e, soprattutto, web. Mi aggiungo anche io al coro di voci su questo importante evento. Direi un evento per definizione, dato che la cosa è avvenuta proprio ..nell’orizzonte degli eventi. Chi sa qualcosa sui buchi neri ha capito la battuta, ed infatti la notizia è così importante proprio perché è stato fotografato proprio l’ultimo evento possibile: le ultime emissioni di energia di radiazione emessa dalla materia attorno a un buco nero appena prima di essere ingoiata dentro la sua superficie, oltre la quale non fuoriesce nulla. La superficie (ideale, non ha spessore come noi lo intendiamo) di un buco nero è detta- ecco la battuta di prima…- “orizzonte degli eventi”, perche’ oltre, cioè dentro al buco nero, non valgono gli eventi come noi li intendiamo. O meglio, forse là dentro succede qualcosa, ma noi non possiamo vederlo, la luce rimane imprigionata entro un certo raggio, raggio calcolato da un certo signor Scwartzchild”, il raggio del buco nero. Ma come, allora è stato fotografato un buco nero se non emette luce? Non emette nessuna forma di radiazione- la luce è radiazione- , eppure il buco nero è stato fotografato. E’ stato fotografato, a dire il vero, non il buco nero, ma cio’ che ci vortica attorno prima di scomparire per sempre “nell’orizzonte degli eventi”, ripeto ancora questa esotica- e valida- definizione.

 

Vi voglio a questo punto, prima di continuare, esporvi qualcosa sui buchi neri. Se leggete un dizionario, o Wikipedia, leggete che “un buco nero è un corpo celeste avente una curvatura dello spazio-tempo sufficientemente forte da non lasciare sfuggire nulla, né materia né luce od altra radiazione di ogni genere; ha un campo gravitazionale così intenso che la velocità di fuga supera quella della luce; poiché’ nulla la può superare, nulla esce, luce compresa; è completamente nero. Ci si capisce qualcosa? Ci provo io. Allora, se si parla di curvatura dello spazio-tempo, c’entra chiaramente lo zampino di Einstein, che ha capito che ogni corpo celeste “piega” lo spazio-tempo in misura della sua massa; è la descrizione relativistica del campo gravitazionale, generato da una massa. Portando questo discorso all’estremo, Einstein aveva capito che se una stella, e solo una stella è abbastanza grossa da diventare buco nero, ha una massa cioè una quantità di materia sufficiente, e quindi di massa, piega il tessuto spaziotemporale con conseguenze atipiche, come quella appunto di intrattenere ogni cosa entro un certo raggio, senza lasciarlo sfuggire. Ma una stella, perché’ riesca a diventare un buco nero, secondo calcoli fatti da altri scienziati, deve almeno superare di tre volte la massa del Sole, che viene presa come “unità” di misura nelle formule sul destino di una stella. Per dirvi, un fisico indiano, un certo Chhandrasekhar, credo negli anni ’20, aveva calcolato una certa “massa critica” oltre la quale una stella di un certo tipo si sarebbe contratta fino a diventare una stella di neutroni: 1,4 masse solari. Una stella di neutroni si ha quando il nucleo di una stella collassa fino al punto di ridursi ad un oggetto di una decina di chilometri e una massa di miliardi di tonnellate per decimetro cubo! E i protoni e i neutroni degli atomi si comprimono, per decadimenti vari, diventano neutroni, ecco perche’ sono dette stelle di neutroni. Ma la stella di neutroni non è un buco nero, è però lo stadio ad esso precedente. Se invece una stella che esplode come supernova ha un nucleo residuo che supera almeno di tre volte la massa del sole, il collasso di questo nucleo, e la sua massa, provocano un effetto di piegamento dello spazio tale tale che il nucleo in questione si chiude a riccio, con un campo gravitazionale tale da non lasciar sfuggire nulla dal suo interno. La radiazione si “ferma” ad un certo punto e ricade dentro. Il limite, la superficie dell’oggetto oltre cui nulla esce e nulla di ciò che entra da’ più notizia di se’ – con l’informazione in forma di onde elettromagnetiche- , vien detto, lo ripeto, “l’orizzonte degli eventi”. I latini dicevano, per un luogo invalicabile, come erano per loro le Colone d’Ercole, “hic sunt leones”, e possiamo dirlo anche noi oggi, per i buchi neri. Per la cronaca, vi scrivo che forse ogni galassia ha al centro un enorme buco nero; sicuramente quelle come la nostra che hanno un rigonfiamento o “bulge”. di misura nelle formule sul destino di una stella. Per dirvi, un fisico indiano, un certo Chhandrasekhar, credo negli anni ’20, aveva calcolato una certa “massa critica” oltre la quale una stella di un certo tipo si sarebbe contratta fino a diventare una stella di neutroni: 1,4 masse solari. E, Proprio nel centro di una galassia, (non la nostra) sta il buco nero fotografato. Ora, la cosa che vi ho esposto è in realtà molto più complessa, vari tipi di buco nero, buchi meri costituiti solo dalla singolarità puntiforme- ora messa in dubbio- e dall’orizzonte degli eventi, buchi meri elettricamente carichi, la possibilità che da un buco nero si acceda verso altre parti dell’universo o verso altro universo (gli ipotetici wormholes e ponti di Einstein-Rosen), la radiazione di Hawking generata da coppie di particelle di cui una di energia negativa cade nel buco nero facendogli perdere massa (cosa solo teorizzata non ancora osservata), il dilemma del destino della materia ingoiata dal buco nero, la cosiddetta “quarkizzazione” della materia, i protoni e gli elettroni che forse la’ dentro si frantumano nei tre  loro quark, o chissà cos’altro etc. etc. Okay , veniamo adesso al fatto del(l’altro) giorno.

LA “FOTOGRAFIA” DEL BUCO NERO
black hole- surface_s matter around
Il risultato dell’immane lavoro svolto dagli scienziati del progetto Events Horizon Telescope
Va da sé che ormai i buchi neri sono stati strappati alla teoria e ai meri giochi matematici- le equazioni e i grafici- e collocati nella realtà scientifica delle cose sperimentate. Nel 2016 due potenti rilevatori di onde gravitazionali a laser (Ligo in America, Virgo in Italia) hanno rilevato l’onda gravitazionale dovuta alla fusione di due buchi neri ruotanti uno attorno all’altro; una increspatura dello spazio tempo delle dimensioni di un protone (che 100 mila volte piu’ piccolo di un atomo che ha rivelato l’evento catastrofico della fusione fra due buchi neri. Questa volta, la “fotografia “ del buco nero centrale della galassia M 87, nella costellazione della Vergine, distante ben 55 milioni di anni luce da noi – la galassia Andromeda ne dista “solo” 2 milioni poco piu’.
 

L’impresa, in quanto di impresa si tratta, è riuscita grazie al compiersi di un lungo progetto di ricerca finanziato sin dal 2014 dal prestigioso consiglio di ricerca europeo, l’erc. Il progetto porta un nome che è tutto un programma, Event Horizon Telescope o EHT. , “telescopio per l’orizzonte degli eventi”, una rete di otto radiotelescopi in mutua collaborazione col sistema della interferometria; tale collegamento fra radiotelescopi distribuita in diversi luoghi del pianeta, fa si’ che si disponga di fatto di un “telescopio virtualmente grande come la Terra, rete messa a punto “proprio per riuscire a catturare la foto di cio’ che sta per cadere in un buco nero, ossia l’energia di materia che vortica “attaccata” all’orizzonte degli eventi . «Abbiamo cercato i buchi neri più grandi, come quello al centro della Via Lattea, chiamato Sagittario A, e quello della galassia M87», ha detto uno degli scienziati, un italiano a nome Luciano Rezzolla, direttore di un istituto di fisica di Francoforte e collaboratore agli studi teorici del progetto. L’Italia qui si è fatta onore, anche nella persona del sardo orunese Ciriaco Goddi, di una università olandese. Anch’egli ottimista sui futuri sviluppi, d’accordo con Rezzolla nel ritenere prossimo l’obiettivo di “fotografare” l’orizzonte degli eventi, o cio’ che ci bazzica vicino e che poi dentro ci finisce, diventando chissà cosa, del nostro buco nero centrale, situao prospetticamente in Sagittario (Sagittarius -A il suo nome….).

Ancora una cosa, importante da rimarcare. Il tipo di lavoro svolto, non è una semplice “fotografia”, o non è una fotografia a luce diretta,  alla maniera del telescopio spaziale ottico Hubble;  bensì si tratta della elaborazione di una immensa mole di dati ottenuti in dieci giorni di “esposizione”, e due anni di lavoro per gli algoritmi che . Parlo di dati radioastronomici, onde radio millimetriche che hanno veicolato l’informazione per 55 milioni di anni – luce. Sono stati riempiti mille moderni hard disk per 350 terabyte di informazione. e inviati in due centri di calcolo con supercomputers, in Germania e negli Stti Uniti al celebre Mit.
Risultato finale, l’elaborazione in immagine visibile dei dati ottenuti con i radiotelescopi: una sfera scura, circondata da una sottile superficie luminosa: la materia energetica, che rilascia gli ultimi fotoni prima di essere oscurata, a sua volta, oltre l’orizzonte degli eventi del mostro cosmico. Gli scienziati sono molto contenti di questa fotografia scattata al buco nero; Gli basta la fotografia, seppur indiretta; anche perche’ sanno che non possono fargli la radiografia. Sarebbe il Sacta Sanctorum. lo scrigno di tutti i segreti. La fisica della gravita’ non basta a descrivere il mondo di un buco nero; ci va un’altra fisica. Si sta tentando con la fisica quantistica, immaginando strane equivalenze fra gravita’ macroscopica e gravita’ fra le particelle, cercando di capire cosa avvenga la’ dentro. Anche perche’ l’universo tutto, secondo uno dei suoi destini possibili, potrà un giorno diventare un unico immenso buco nero. La fine? Forse no: l’incontro fra infinito e infinitesimo. E se non ci fosse differenza? Parafrasando il buon Manzoni, al futuro l’ardua sentenza.

Ciao ciao 🙂
Marghian