Astrofisica

Buchi neri: viaggio nel rosso abisso che le stelle inghiotte

La straordinaria avventura dell'astrofisico che è riuscito per primo a fotografare un buco nero. E l'emozionante ricordo del giorno (il 10 aprile 2019) in cui mostrò al mondo le immagini

di Heino Falcke

 Un buco nero è composto da un disco rosso con al centro l’«ombra» dove la luce sparisce

4' di lettura

È martedì 10 aprile 2019. Ancora 40 secondi e poi l’opinione pubblica mondiale potrà ammirare per la prima volta la fotografia di un gigantesco buco nero. Distante dalla Terra 55 milioni di anni luce, si trova al centro della galassia Messier 87, detta in breve M87. Per molto tempo si è pensato che la profonda oscurità dei buchi neri non si sarebbe mai svelata ai nostri occhi, e invece oggi, per la prima volta, salirà alla ribalta. La conferenza stampa è cominciata, ma ancora non immaginiamo neanche lontanamente quali effetti scatenerà. Un’avventura millenaria dell’umanità alla scoperta dei confini del proprio sapere, teorie rivoluzionarie sullo spazio e sul tempo, tecnologie ultramoderne, il lavoro di una nuova generazione di radioastronomi e tutta la mia vita di ricercatore confluiranno oggi nell’immagine di questo buco nero. All’improvviso si accende il tabellone: sono le 15 e 07.

Un anello rosso fuoco

Nell’oscurità infinita dello spazio, dal centro della galassia Messier 87, compare un anello rosso fuoco. Se ne disegnano vagamente i contorni che persistono, appena sfocati, sullo schermo; l’anello sfavilla, incanta gli spettatori e lascia intuire che la foto, un tempo ritenuta impossibile da scattare, per mezzo delle onde radio ha finalmente trovato la strada per arrivare fino a noi, sulla Terra, da una distanza di 500 trilioni di chilometri. I buchi neri supermassicci sono i cimiteri dello spazio.

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Collasso delle stelle

Hanno origine dal collasso delle stelle che si consumano e si estinguono. L’universo, tuttavia, li alimenta con stelle, pianeti e gigantesche nebulose. Grazie alla loro massa enorme, curvano in modo estremo lo spazio vuoto e sembrano riuscire a fermare lo scorrere del tempo. Se qualcosa si avvicina troppo, i buchi neri lo afferrano e non lo lasciano andare più: neppure i raggi di luce possono sfuggirgli.

Ma come fare a vedere i buchi neri, se da lì nessun raggio di luce può arrivare fino a noi? Come facciamo a sapere che questo buco nero comprime in sé 6,5 miliardi di masse solari diventando così supermassiccio? In fin dei conti l’anello incandescente avvolge il nero profondo del suo interno che non lascia trapelare non un raggio di luce, non una parola. «Questa è la prima immagine di un buco nero» dico quando, finalmente, compare sullo schermo in tutta la sua grandiosità.

I buchi neri, uno dei più grandi segreti della fisica

Se abbiamo potuto mostrare questa immagine e perché per anni, superando difficoltà e differenze, uomini e donne hanno perseguito in tutto il mondo uno scopo comune. Insieme miravano a scovare i buchi neri, uno dei più grandi segreti della fisica. Questa immagine ci ha accompagnato ai confini del nostro sapere. Per quanto possa sembrare pazzesco, il bordo dei buchi neri segna il limite delle nostre possibilità di misurare e indagare, e il grande interrogativo che ci poniamo oggi e se un giorno riusciremo mai a superarlo. Questo nuovo capitolo della fisica e dell’astronomia è stato inaugurato da generazioni di scienziati prima di noi. Vent’anni fa il desiderio di catturare l’immagine di un buco nero era considerato ancora un sogno bizzarro. E stato a quell’epoca che io, giovane ricercatore a caccia di buchi neri, sono incappato in questa avventura che non ha ancora smesso di affascinarmi. Non avevo la più pallida idea di quanto avrebbe reso emozionante la mia vita, di come l’avrebbe influenzata e cambiata. È diventata una spedizione alla fine del tempo e dello spazio, un viaggio nel cuore di milioni di persone, anche se sono stato l’ultimo a capirlo. E con l’aiuto del mondo che siamo riusciti a ottenere questa immagine, adesso e con il mondo che la condividiamo, e il mondo l’ha abbracciata: l’abbraccio più forte che avessi mai ritenuto possibile.

La mia personale avventura è cominciata più o meno cinquant’anni fa. Da quando ero un bambino che alzava per la prima volta gli occhi verso il firmamento notturno, ho sempre sognato il cielo come solo un bambino può fare. L’astronomia e una delle scienze più antiche e appassionanti e ancora oggi continua a farci dono di nuove, spettacolari scoperte. Fin dall’antichità gli studiosi, mossi dalla curiosità e dal bisogno, hanno sempre rivoluzionato la nostra idea del mondo. Da allora indaghiamo l’universo con gli strumenti offerti dall’ingegno, dalla matematica e dalla fisica, e in più con telescopi sempre nuovi. Grazie alla più moderna tecnologia, esploriamo l’ignoto organizzando spedizioni in ogni angolo del pianeta e persino nello spazio. Nel mondo impenetrabile, nell’universo infinito e nel cosmo divino, il sapere, i miti e le leggende, la fede e la superstizione formano da sempre una trama cosi fitta che oggi nessuno guarda il cielo notturno senza chiedersi cosa ancora ci aspetti in quella oscura vastità. Il libro che vi apprestate a leggere e un invito a intraprendere insieme a me un viaggio in questo – nostro – universo. Nella prima parte voleremo dalla Terra alla Luna e poi al Sole, passeremo in rassegna i pianeti e impareremo quanto la storia dell’astronomia, che ha plasmato e continua a plasmare ancora oggi la nostra idea del mondo, ci ha insegnato. Nella seconda parte esploreremo invece il sapere dell’astronomia moderna. Spazio e tempo diventano relativi. Le stelle nascono, si estinguono e a volte si trasformano in buchi neri. Infine, lasceremo la nostra Via Lattea per scoprire un universo di grandezza inimmaginabile, un mondo che pullula di galassie e mostruosi buchi neri. Le galassie raccontano l’inizio dello spazio e del tempo, il Big Bang. I buchi neri rappresentano la fine del tempo. Catturare per la prima volta l’immagine di un buco nero è stata una delle grandi imprese della scienza, alla quale centinaia di studiosi hanno lavorato insieme per anni.

L’idea dell’immagine

L’idea dell’immagine, un granello di sabbia cresciuto fino a diventare un grande esperimento, l’emozionante spedizione verso i radiotelescopi di tutto il pianeta e infine i momenti elettrizzanti nell’attesa che l’immagine si materializzasse sotto gli occhi dell’opinione pubblica mondiale: sono tutte esperienze che ho vissuto nel corso di questa avventura e che descrivo nella terza parte del libro. Infine, nella quarta parte ci arrischieremo ad affrontare qualche ultimo, grande interrogativo della scienza: i buchi neri rappresentano la fine? Cos’è accaduto prima che lo spazio e il tempo avessero inizio e cosa accadrà quando finiranno? E cosa genera questo tipo di conoscenza in noi esseri umani, piccoli abitanti di un pianeta così semplice e insieme meraviglioso? Il trionfo della scienza significa che presto potremo sapere, misurare, prevedere tutto? C’è ancora spazio per l’incertezza, la speranza, il dubbio, un Dio?

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