Scienziato vede un significato profondo nei buchi neri dopo il trionfo di Event Horizon Telescope

Perché i buchi neri sono così allettanti?

Potresti citare molte ragioni: sono mostri divoratori di materia, il che li rende i dispositivo di trama perfetto per un film Disney . Distorcono lo spaziotempo, dimostrando strane implicazioni della relatività generale. Sono così massicci che all'interno di un confine noto come orizzonte degli eventi, nulla, nemmeno la luce, può sfuggire alla sua presa gravitazionale.

Ma forse la caratteristica più intrigante dei buchi neri è il loro puro mistero. A causa delle regole della relatività, nessuno può riferire cosa accade all'interno dei confini di un buco nero.

'Potremmo sperimentare tutte le cose pazze che accadono all'interno di un buco nero, ma non potremmo mai dirlo a nessuno', radioastronomo Heino Falcke disse. 'Vogliamo sapere cosa sta succedendo lì, ma non possiamo'.

Falcke e i suoi colleghi in campo internazionale Telescopio dell'orizzonte degli eventi progetto ha sollevato il velo solo un po' due anni fa quando hanno rilasciato il prima foto mai scattata dell'ombra di un buco nero supermassiccio . Ma il mistero duraturo è un tema importante nel nuovo libro di Falcke sulla ricerca EHT, 'Luce nell'oscurità: buchi neri, l'universo e noi' — e nell'ultima puntata del Podcast di fantascienza , che si concentra sull'intersezione tra realtà e fantascienza.

Falcke, chi è un? professore di astrofisica alla Radboud University nei Paesi Bassi, è in una buona posizione per fornire uno sguardo dall'interno ai problemi e ai trionfi che il team dell'Event Horizon Telescope ha incontrato sulla strada per la loro immagine rivoluzionaria nel 2019.

A partire da 20 anni fa, Falcke ha spinto per l'idea di combinare i dati dei radiotelescopi di tutto il mondo per generare immagini dei buchi neri che si trovano nel cuore delle galassie , inclusa la nostra Via Lattea. Una volta che l'idea è decollata, è diventato il presidente del consiglio scientifico del progetto e ha aiutato a dirigere centinaia di astronomi mentre effettuavano osservazioni, rispedivano i dati da otto siti in tutto il mondo e sviluppavano algoritmi per generare le immagini.

Falcke e i suoi compagni di squadra hanno affrontato molte sfide terrene:

• Poiché il progetto si basava su osservazioni radio sincronizzate con precisione in località che vanno dalle Hawaii e dalla Spagna al Cile e all'Antartide , gli astronomi hanno dovuto aspettare che il tempo fosse abbastanza buono in ogni sito. Per questo, si scopre che aprile è il mese più gentile. 'Per nessuno dei telescopi, è il periodo migliore dell'anno, ma è il meno peggiore per tutti', ha spiegato Falcke.
• Centinaia di trilioni di byte di dati sono stati raccolti ogni giorno di una campagna di osservazione e il recupero di tutti quei preziosi dati sui dischi rigidi ha richiesto fino a sei mesi. In Antartide, ad esempio, l'inverno australe ha escluso qualsiasi spedizione fino a ottobre.
• La squadra ha dovuto affrontare guasti sociali e tecnici. In Messico, un ricercatore è stato arrestato da una squadra armata durante la campagna di osservazione del 2018. 'Ancora non sappiamo se fosse la polizia segreta o qualche banda... c'era una piccola battaglia in corso in quel momento', ha detto Falcke. 'Ma è stata un'esperienza piuttosto spaventosa.' A causa di questo e di altri contrattempi, inclusa la pandemia di coronavirus, la prima campagna del 2017 è stata la più produttiva fino ad oggi, producendo l'immagine del buco nero M87.

La buona notizia è che il team dell'Event Horizon Telescope è stato in grado di riprendere le osservazioni questo aprile. 'Ci abbiamo riprovato e probabilmente ha funzionato', ha detto Falcke. 'Non lo sappiamo ancora, perché non abbiamo esaminato i dati'.

Le prossime attrazioni potrebbero includere un'immagine del buco nero al centro della Via Lattea, noto come Sagittarius A*.

Inoltre, il fatto che Sagittarius A* sia 1.000 volte più vicino e più piccolo di M87 rende effettivamente più difficile ottenere un'immagine stabile. 'Ci stiamo lavorando e pubblicheremo i dati', ha detto Falcke. 'Non andranno persi i dati, te lo posso promettere.'

Falcke ha affermato che l'Event Horizon Telescope ha osservato anche altri buchi neri. 'Alcuni in realtà sembrano piuttosto interessanti e uno uscirà [in un documento di ricerca] tra un paio di settimane', ha detto. 'Ma lì non saremo in grado di vedere l'orizzonte degli eventi, perché sono troppo piccoli o troppo lontani'.

Il team mira a costruire nel tempo immagini che potrebbero mostrare buchi neri in movimento. 'Sono convinto, con il nostro esperimento, saremo in grado di fare film', ha detto Falcke. “Questo è uno dei prossimi obiettivi che abbiamo. Potremmo aver bisogno di qualche altro telescopio e, alla fine, vogliamo davvero andare nello spazio'.

I buchi neri e l'Event Horizon Telescope sono anche al centro della scena sui servizi di streaming video come Netflix e Apple TV+ , grazie all'uscita di un documentario di 98 minuti intitolato 'Black Holes: The Edge of All We Know'. Il film intreccia la storia dell'EHT con altri fili, compresi gli sforzi per simulare il comportamento del buco nero in laboratorio e la ricerca per risolvere ciò che è noto come il paradosso dell'informazione del buco nero .

Il paradosso dell'informazione risale a decenni fa e coinvolge uno dei fisici più famosi al mondo, Stephen Hawking. Lui e altri teorici erano fermamente convinti che le informazioni, come l'energia, non possono essere create o distrutte. Tuttavia, una volta che un oggetto si tuffa oltre l'orizzonte degli eventi di un buco nero, tutte le informazioni su quell'oggetto vengono apparentemente perse per sempre. O lo è davvero?

Hawking è andato avanti e indietro sulle strategie per risolvere il puzzle. 'Black Holes: The Edge of All We Know' segue Hawking e i suoi collaboratori mentre cercano di dimostrare che le informazioni che cadono in un buco nero possono in qualche modo finire per essere impresse sulla sua superficie.

La tragedia della ricerca della squadra è che Hawking è morto nel 2018 prima che il lavoro potesse essere completato. Tuttavia, il suo nome appare sul documento pubblicato, intitolato 'Entropia del buco nero e capelli morbidi'.

'Lo avrebbe reso così felice di rendersi conto che avevamo ottenuto qualcosa con questo progetto', dice nel documentario Sasha Haco, l'autore principale del giornale. 'E sfortunatamente, non siamo arrivati ​​lì in tempo.'

La morte e la fine dei tempi figurano anche nelle riflessioni di Falcke sul mistero dei buchi neri, nel libro e nel documentario. 'Le persone creano sempre il collegamento intuitivo con la morte', dice nel film.

Come la morte, come descritto metaforicamente nell'Amleto di William Shakespeare, un buco nero è un... paese sconosciuto dal cui paese nessun viaggiatore ritorna . 'I buchi neri rappresentano la fine dello spazio e del tempo, come il Big Bang rappresenta davvero l'inizio dello spazio e del tempo', mi ha detto Falcke. 'Questo universo andrà in una direzione in cui non sarai mai in grado di sapere dove sta andando ad un certo punto.'

Come scienziato, Falcke poteva vederlo come una fonte di frustrazione. Ma come cristiano, vede questo come un'apertura per cose che si trovano oltre l'orizzonte degli eventi, oltre il regno della fisica.

“Ci sono alcune cose, penso, nelle nostre vite e nel nostro universo che saresti in grado di affrontare e dare un posto solo attraverso la fede – o semplicemente non pensarci affatto”, ha detto.

La fisica potrebbe avere ha spinto Stephen Hawking verso l'ateismo , ma i misteri dei buchi neri stanno spingendo Falcke più a fondo nella sua fede.

'Non siamo in grado di spiegare tutto solo come fisica', ha insistito Falcke. 'Sai, l'universo è molto più ricco che c'è ancora un posto, se non un bisogno, per la speranza, l'amore e la fede. Questo è davvero ciò che ci rende umani, cercare risposte, cercare l'aldilà, capire ciò che possiamo sapere e ciò che non possiamo sapere'.

Per ulteriori informazioni sui buchi neri nella realtà e nella finzione, inclusa la versione di Falcke di 'Interstellar' e consigli di lettura dal Cosmic Log Used Book Club, dai un'occhiata Il post originale di Fiction Science di Alan Boyle su Cosmic Log . Puoi ascoltare le puntate del Podcast di fantascienza attraverso Ancora , Mela , Google , coperto , Spotify , interruttore , getti tascabili e Pubblico radiofonico .

Immagine principale: una vista del buco nero supermassiccio M87 in luce polarizzata evidenzia la firma dei campi magnetici. Credito: Collaborazione EHT .