Un'immagine del buco nero rivelata per la prima volta - New York Times

Mercoledì gli astronomi hanno annunciato di aver finalmente visto l'invisibile: un buco nero, un abisso cosmico così profondo e così denso che nemmeno la luce può sfuggirgli.

"Abbiamo esposto una parte del nostro universo, noi" Shep Doeleman, astronomo presso l'Harvard-Smithsonian Astrophysical Center e direttore dello sforzo di cattura dell'immagine, in una conferenza stampa tenuta mercoledì a Washington, DC

L'immagine di un anello di luce sbilanciato circonda un cerchio scuro nel cuore della galassia conosciuta come Messier 87, una certa distanza 55 milioni di anni luce da qui, come l'occhio di Sauron , ricordando ancora il potere e la malevolenza della natura. È un anello di fumo che incornicia un portale a senso unico verso l'eternità.

Per catturare l'immagine, gli astronomi hanno viaggiato attraverso lo spazio intergalattico verso una gigantesca galassia della Vergine, nota come Messier 87. Miliardi di volte più massicci del sole rilasciano un potente lancio di energia luminosa 5 000 nello spazio.

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L'immagine proponeva di affermare definitivamente un'idea così inquietante che persino Einstein, i cui buchi neri apparivano, era riluttante ad accettarlo. Se in un punto si accumula troppa materia, la forza cumulativa della gravità diventa travolgente e il luogo diventa una trappola eterna, un buco nero. Secondo la teoria di Einstein, la materia, lo spazio e il tempo finiscono e svaniscono come un sogno

Mercoledì mattina, questa visione oscura è diventata una realtà viscerale. Quando l'immagine è stata pubblicata sullo schermo di Washington, sono scoppiati applausi e grida seguiti da applausi.

L'immagine proviene da due anni di analisi al computer di osservazioni da una rete di antenne radio chiamata Horizon Telescope dell'evento. In totale otto osservatori radio su sei montagne e quattro continenti galassie osservate del Sagittario e della Vergine durante i giorni 10 di aprile 2017.

La rete prende il nome dal bordo di un buco nero, il punto di non ritorno; Oltre l'orizzonte degli eventi, anche la luce non può sfuggire alla forza gravitazionale del buco nero.

Da alcuni anni la letteratura scientifica, i media e film come "Interstellar" e il film "High Life", recentemente pubblicato, sono stati notevolmente rappresentati in sofisticate simulazioni accademiche di buchi neri. Ma la cosa reale era diversa. Per cominciare, i buchi neri del film non sono solitamente circondati da dischi di accrescimento di materiale vorticoso e condannato, così come i buchi neri della Vergine e del Sagittario.

Forse ancora più importante, le immagini forniscono agli astrofisici il primo sguardo alle viscere di un buco nero. Si pensa che l'energia che contiene è abbastanza potente per quasar di potenza e altri fenomeni violenti da nuclei galattici, tra cui getti che sputano intensa radiazione di anni luce 5 000 dalla galassia M87.

Mentre i gas densi e caldi ruotano attorno al buco nero, come l'acqua diretta a uno scarico, le intense pressioni e i campi magnetici provocano uno scarico di energia su entrambi i lati. Paradossalmente, i buchi neri supermassicci, che sono nascosti nel centro delle galassie, possono essere gli oggetti più luminosi dell'universo.

Svela davanti a una folla al Washington Press Club di Washington DC Un certo numero di altri luoghi in tutto il mondo si sono verificati quasi esattamente un secolo dopo le immagini di le stelle nel cielo sono storte rese Einstein famoso e confermò la sua teoria della relatività generale come la legge del cosmo. Questa teoria attribuisce la gravità alla distorsione dello spazio e del tempo dalla materia e dall'energia, un po 'come se un materasso affondasse sotto il sonno e permettesse il contenuto dell'universo, inclusi i raggi di luce. , per seguire traiettorie curve.

La relatività generale ha portato a una nuova concezione del cosmo, in cui lo spazio-tempo potrebbe rabbrividire, piegarsi, lacerarsi, allargarsi, ruotare come un master mix e persino scomparire per sempre nelle fauci di un buco nero.

Con sorpresa di Einstein, le equazioni indicavano che quando troppa materia o energia era concentrata in un punto, lo spazio-tempo poteva collassare, intrappolando materia e luce per sempre.

A Einstein non piaceva questa idea, ma oggi il consenso è che l'universo è costellato di buchi neri in attesa. perché qualcosa cada

Ci sono molte lapidi gravitazionali di stelle che hanno bruciato il loro combustibile e sono crollate. Ma altri, accovacciati al centro di quasi tutte le galassie, sono milioni, persino miliardi di volte più massicci del sole.

Nessuno sa come potrebbero essere stati assemblati tali mostri del nulla. Rughe dense nelle energie primordiali del Big Bang?

Anche gli scienziati non sanno cosa succede a ciò che cade in un buco nero, né le forze che regnano nel centro, dove, secondo i calcoli, ora sappiamo che la densità si avvicina all'infinito e che il il fumo fuoriesce dal computer di Dio

Persistenti dubbi sulla realtà dei buchi neri scomparvero tre anni fa quando l'osservatore laser interferometrico gravitazionale o LIGO rilevò la collisione di una coppia. di buchi neri lontani, che mandavano un brivido attraverso la struttura dello spazio-tempo.

Da allora, sono state registrate altre collisioni e i buchi neri sono diventati così giganteschi che gli astronomi non si preoccupano di inviare annunci su di loro. .

Ma la realtà ha una faccia.

La prova che questi oggetti sono davvero buchi neri sarebbe scoprire che l'oscurità nel cuore della Vergine era più piccola delle previsioni matematiche per un buco nero. Ma più gli astronomi lo riducono, più hanno dovuto lavorare sodo

Lo spazio interstellare è pieno di particelle cariche come elettroni e protoni; questi sparsi le onde radio del buco nero in una sfocatura che mascherava i dettagli della fonte. "È come guardare attraverso un vetro smerigliato", ha detto il dottor Doeleman, direttore dell'Horizon Event Telescope.

Per penetrare nella nebbia e vedere più in profondità nell'ombra della Vergine, gli astronomi dovevano essere in grado di sintonizzare i loro radiotelescopi più brevi. E avevano bisogno di un telescopio più grande. Più grande è l'antenna, maggiore è la risoluzione o l'ingrandimento.

Inserisci il telescopio Horizon degli eventi, chiamato per il punto di non ritorno di un buco nero; tutto ciò che attraversa l'orizzonte degli eventi cade nel buio per sempre. Il telescopio era il figlio dei sogni del Dr. Doeleman, che era stato ispirato dallo studio dei buchi neri esaminando la misteriosa attività dei centri di radio galassie violente come M87.

Combinando i dati dei radiotelescopi fino al Sud. In Francia, Cile e Hawaii, usando una tecnica chiamata Interferometria di base molto lunga, Doeleman ei suoi colleghi hanno creato un telescopio grande come la Terra stessa, con il potere di risolvere dettagli piccoli come un'arancia sulla superficie lunare. [19659003] La rete è cresciuta in antenne e sensibilità negli ultimi dieci anni. Nella primavera dell'2015, uno sforzo con sette telescopi puntava sui centri della Via Lattea e su M87, ma il maltempo avrebbe ostacolato le osservazioni.

Due anni dopo, in aprile 2017, la rete di otto telescopi, tra cui il Polo Sud. Il telescopio, sincronizzato con gli orologi atomici, ha osservato entrambi i target in modo intermittente per i giorni 10.

Ho impiegato il team di Event Horizon per due anni per ridurre e raccogliere i risultati delle sue osservazioni 2017. I dati erano troppo grandi per essere trasmessi su Internet, quindi dovevano essere collocati su hard disk e restituiti al MIT Osservatorio Haystack a Westford, Massachusetts, e Istituto Max Planck per l'astronomia radio a Bonn, in Germania.

I dati dal Polo Sud non potevano arrivare prima di dicembre 2017, disse il dottor Doeleman, "perché era l'inverno antartico, dove nulla poteva entrare o uscire". 19659002] L'anno scorso, il team si è diviso in quattro gruppi per assemblare le immagini del dump. Per rimanere obiettivi ed evitare pregiudizi, le squadre non hanno alcun contatto reciproco, ha affermato il dott. Doeleman.

Nel frattempo, il telescopio ha continuato a crescere. Ad aprile 2018, alla collaborazione è stato aggiunto un telescopio in Groenlandia. Un'altra osservazione è stata fatta sulla Via Lattea e su M87 e ha catturato il doppio dei dati raccolti in 2017.

"Abbiamo collegato la nostra auto a un razzo a banda larga", ha dichiarato il dottor Doeleman la scorsa settimana. I nuovi avvistamenti non sono stati inclusi nelle rivelazioni di mercoledì, ma permetteranno agli astronomi di verificare i risultati 2017 e tracciare i buchi neri nel corso degli anni.

"Si prevede di eseguire queste osservazioni a tempo indeterminato", ha detto il dottor Doeleman, iniziando la sua nuova carriera come cacciatore di animali extragalattici, "e vedendo come stanno cambiando le cose. "

Questo articolo è apparso per primo (in inglese) su NEW YORK TIMES