I buchi neri prendono il sopravvento su tutto ciò con cui entrano in collisione. Dalle particelle subatomiche alle stelle, ai solidi, ai gas, ai liquidi e persino alla luce, tutto ciò che cade in essi scompare. Allo stesso modo, i buchi neri catturano l'immaginazione popolare. Pensare allo spazio, da quando gli umani hanno visto per la prima volta i punti di luce che adornano il cielo notturno, ha fatto immaginare alla mente cose che non possono essere viste qui sulla Terra. E i buchi neri sono più fantasiosi di qualsiasi altra meraviglia dell'astronomia.
Che aspetto ha un buco nero?
Un buco nero è un aspirapolvere spaziale che risucchia la polvere di stelle nell'abisso più senza fondo, piega lo spazio-tempo, provocando un'irresistibile attrazione gravitazionale, il nulla che può spazzare via tutto dalla faccia della terra.
Questo è un buco nello spazio. Nero - perché la luce non può sfuggire alla sua attrazione. E quindi invisibile. Inimmaginabile.
Eppure hanno cercato di immaginare i buchi neri, anche prima di sapere che esistono davvero. Nel 1784, il geologo e sacerdote inglese (e astronomo dilettante) John Michell suggerì che per una stella abbastanza grande e densa, la gravità newtoniana sarebbe stata troppo forte perché la luce potesse sfuggire. Credeva (come Newton) che la luce fosse un flusso di particelle (allora molti lo pensavano). Michell ha calcolato che la velocità delle particelle di luce non sarebbe sufficiente per evitare la gravità di una stella densa come il sole ma 500 volte il suo diametro. "Tale luce non può venire a noi", ha scritto.
Circa dieci anni dopo, anche il matematico francese Pierre-Simon Laplace suggerì che "corpi invisibili" potrebbero esistere nello spazio. Laplace ha immaginato una stella con la densità della Terra e 250 volte più ampia del Sole. La sua attrazione gravitazionale newtoniana impedirebbe alla luce di lasciare la superficie. "Così, i corpi più grandi dell'universo possono essere invisibili a causa delle loro dimensioni", ha detto.
I veri buchi neri non derivano dalla gravità newtoniana, ma dalla teoria della gravità di Einstein - relatività generale. Einstein ha nascosto i buchi neri (anche a se stesso) nelle sue equazioni. Ma l'astronomo tedesco Karl Schwarzschild usò questo concetto durante la prima guerra mondiale, poco prima di morire a causa di una malattia sul fronte russo. Schwarzschild, tuttavia, non poteva immaginare che una stella potesse ridursi a tal punto da superare la densità richiesta per renderla invisibile. Questa impresa di immaginazione fu compiuta da Robert Oppenheimer e Heartland Snyder nel 1939 (lo stesso anno in cui Einstein pubblicò un articolo in cui negava l'esistenza dei buchi neri). Oppenheimer e Snyder hanno calcolato che una stella sufficientemente massiccia potrebbe collassare sotto la sua stessa gravità.“Così, la stella sarà chiusa da qualsiasi connessione con un osservatore distante; rimarrà solo il campo gravitazionale”, hanno scritto.
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Oppenheimer iniziò presto il Manhattan Atomic Bomb Project e nessuno prestò molta attenzione alle sue stelle che collassavano fino agli anni '60. Nel dicembre 1963 furono discussi in un simposio a Dallas e poche settimane dopo in una riunione a Cleveland. Qualcuno ha persino pronunciato la frase "buco nero" per riferirsi a loro.
Ma il nome non era popolare fino a quando John Archibald Wheeler non lo pronunciò in un discorso nel 1967. Poi è iniziata una seria ricerca scientifica sui buchi neri. Stephen Hawking li studiò, dimostrando che potevano emettere una debole forma di radiazione che prese il suo nome. Gli astronomi stanno cercando i buchi neri, raccogliendo prove impressionanti che esistono, sulla base del movimento di stelle e altre sostanze nelle vicinanze dei buchi neri. (In effetti, Michell ha proposto proprio un simile approccio per rilevare la presenza di una stella invisibile.) Nel 2016, le onde gravitazionali hanno fornito prove accurate di una collisione di due buchi neri.
Ora, quasi nessuno dubita che esistano. Ma sebbene Michell, Oppenheimer, Wheeler, Hawking e molti altri immaginassero cosa dovrebbe essere un buco nero, nessuno di loro l'aveva mai visto.
E ora, letteralmente ad aprile, la collaborazione con Event Horizon Telescope ha presentato un'immagine: l'oscurità di un buco nero circondato dalla luce nelle sue vicinanze. Questa immagine conferma ciò che era già noto: che i buchi neri non sono solo un frutto dell'immaginazione, è una verità originariamente rappresentata da menti imbevute di un certo spirito scientifico, una fede nella capacità di scoprire fenomeni cosmici senza essere mai nello spazio.
La storia della scienza ricorda altri casi di fenomeni immaginari che sfidano l'immaginazione anche prima della loro scoperta. Paul Dirac ha immaginato l'antimateria ancor prima che fosse trovata in natura. Alexander Friedman ha immaginato l'espansione dell'universo prima che le osservazioni astronomiche lo confermassero. I filosofi della Grecia antica immaginavano gli atomi 2500 anni prima che la microscopia diventasse abbastanza sofisticata da poterli fotografare. Tutte queste fortunate fantasie erano considerate da alcuni come un insulto al buon senso o alla logica convenzionale. La loro conferma, come con la nuova immagine del buco nero, conferma la lezione che l'apparente assurdità non è un argomento convincente contro l'esistenza di un fenomeno.
Forse il fatto che l'immaginazione umana sia giunta all'esistenza dei buchi neri, nonostante la loro assurdità, è uno dei motivi per cui i buchi neri affascinano chiunque pensi a loro. Il buco nero è diventato la prova dell'esistenza di fenomeni astronomici incredibilmente incomprensibili.
Ilya Khel
