Il buco nero è un fenomeno così stravagante che gli scienziati che hanno avanzato questa idea credevano che in realtà non potessero esistere. Si formano da gigantesche stelle frantumate e la loro massa è così densa che nulla può sfuggire alla morsa della loro attrazione gravitazionale, compresa la luce. I buchi neri distorcono lo spazio-tempo e gli scienziati si chiedono costantemente: che aspetto potrebbero avere? Forse saremo in grado di vederli con il telescopio Event Horizon, ma nel 1979 Jean-Pierre Lumine creò la prima "immagine" usando solo il computer allora con schede perforate, molti calcoli matematici e inchiostro.
Il problema con la raffigurazione di un buco nero è che, per definizione, non può emettere luce. Fortunatamente, i grandi buchi neri si trovano di solito accanto ad altre stelle, risucchiandone la materia, che gli astronomi possono praticamente notare. “Quando [i gas delle stelle] entrano nel buco nero, si riscalda sempre di più e alla fine inizia a emettere radiazioni. Questa è una buona fonte di luce: gli anelli di accrescimento brillano, illuminando il buco nero centrale”, scrive Lumine nel suo blog.
Una caratteristica distintiva di un buco nero è il suo confine come "orizzonte degli eventi", un punto di non ritorno per materia e luce. La materia alla sua periferia, aspirata dalle stelle vicine, forma un "disco di accrescimento", raffigurato in Interstellar come due dischi luminosi perpendicolari. Ma questa è solo un'illusione: c'è solo un disco all'equatore, ma la luce è piegata a causa dell'estrema gravità del buco nero (lente gravitazionale).
Il disegno di Lumine raffigura altri due importanti fenomeni che non si osservano nello spazio interstellare. Il primo è il fatto che l'energia e la luce sono più forti vicino al bordo del buco nero e più deboli a distanza. Un altro è l'effetto Doppler, causato dalla rotazione del disco di accrescimento, che fa apparire la luce più brillante su un lato, a seconda del senso di rotazione. Nell'immagine di Lumine, il disco di accrescimento ruota in senso antiorario, quindi la sua luce si avvicina all'osservatore da sinistra e si allontana da destra, illuminando il lato sinistro.
Tutto ciò fa sì che il buco nero diventi molto più luminoso al centro ea sinistra, come raffigurato nel disegno di Lumine, a differenza del buco nero di Gargantua creato dal team grafico di Interstellar. "Un'immagine realistica dovrebbe mostrare una forte asimmetria nella luminosità del disco, in modo che un lato sia molto più luminoso e l'altro molto più scuro", afferma.
Il risultato del lavoro dello scienziato è l'immagine considerata la più realistica. I successivi modelli di computer creati alla NASA mostrano gli stessi elementi che definiscono: un sottile "anello di fotoni" al centro, luce spostata Doppler e un doppio disco di accrescimento causato da lenti gravitazionali. Quindi per un appassionato di schede perforate e inchiostro ha funzionato abbastanza bene.
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Sergey Lukavsky
