In molti modi, il defunto astrofisico Stephen Hawking assomigliava proprio ai fenomeni che ha trascorso così tanto della sua vita a concettualizzare: i buchi neri. Come un buco nero, Hawking era una presenza massiccia che trascinava intorno a lui nella sua orbita personale. Laddove i buchi neri raccolgono luce, Hawking collezionava luminari: la sua cerchia di amici e conoscenti intellettuali era tanto energica e luminosa come loro, tra cui il fisico e sceneggiatore nato in Illinois Leonard Mlodinow, il premio Nobelist caltech Kip Thorne e l'astronomo britannico Royal Martin Reese.
Tuttavia, mentre i buchi neri sono noti per aver distrutto e compresso tutto ciò che ha la sfortuna di rientrare nel loro raggio d'azione, Hawking è sempre stato sorprendentemente creativo. Ha ampliato l'immaginario collettivo dell'umanità in un modo in cui pochi altri sono riusciti, aiutando scienziati e non scienziati a cogliere meglio il funzionamento dell'universo. Sulla scia della sua morte, decine di collaboratori di lunga data di Hawking si sono allontanati dal ronzio quotidiano della ricerca per riflettere sugli impatti che aveva avuto sulla loro vita.
Tra le sue numerose collaborazioni, Hawking ha avuto un'influenza fuori misura su un progetto di astronomia globale senza precedenti chiamato Event Horizon Telescope (EHT), il cui sviluppo è stato guidato in parte dal Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. La missione dell'EHT è ingannevolmente semplice: creare la prima immagine in assoluto di un vero buco nero. Il suo obiettivo, circa quattro milioni di volte la massa del nostro Sole, si trova proprio nel cuore della nostra galassia, la Via Lattea. La missione in corso, che coinvolge una vasta rete di telescopi le cui osservazioni saranno composte, abbraccia decine di istituzioni accademiche in tutto il mondo.
Ad una distanza di 26 anni luce, può sembrare una meraviglia che possiamo rilevare un tale oggetto. Ma i buchi neri sono molto meno scuri e senza vita di quanto la maggior parte della gente si aspetterebbe. "Penseresti che un buco nero, che ingoia la luce, non sarebbe visibile", afferma il regista EHT Sheperd Doeleman. “Ma in effetti, c'è così tanto gas e polvere che cercano di penetrarlo che, per attrito e riscaldamento, il gas attorno al buco nero brilla con una temperatura di centinaia di miliardi di gradi. Finiscono per essere alcune delle cose più luminose del cielo. ”
Il regista EHT Sheperd Doeleman afferma che Stephen Hawking ha avuto un duplice ruolo nella definizione del progetto. Da un lato, i risultati tecnici di Hawking ricordano agli scienziati EHT che, qualunque siano i loro preconcetti su come sarà questo buco nero, devono essere pronti a tutto. "Ha davvero mostrato alcuni dei risultati fondamentali che hanno portato alla nostra comprensione che i buchi neri possono emettere radiazioni", afferma Doeleman. “Fino ad allora, erano state quelle fogne dell'universo che erano una porta a senso unico. E ha consolidato la matematica e il pensiero dietro il fatto che sembrano in grado di evaporare e irradiare tutta l'energia che hanno ingoiato. Quindi, in questo senso, diventano oggetti abbastanza diversi. "
Allo stesso tempo, l'esempio macroscopico di Hawking, un uomo che è riuscito a mettere insieme teorie seminali sulla dinamica del buco nero dai confini della sua sedia a rotelle elettrica, è una fonte di profonda ispirazione per il team EHT. "Quando le cose si fanno difficili", dice Doeleman, "penso a qualcuno come Stephen Hawking e penso che continui." Nel 2016, Hawkings ha tenuto la conferenza inaugurale della Black Hole Initiative ad Harvard.
Come osserva Doeleman, Hawking è forse meglio conosciuto per aver stabilito matematicamente l'esistenza di perdite di radiazioni nei buchi neri, ora chiamata "radiazione di Hawking" in suo onore. Inizialmente suggerito da Jacob Bekenstein, ma messo a punto e concretizzato da Hawking in un documento del 1975, l'idea che gli effetti quantici provocati dall'immensa gravità dei buchi neri potesse effettivamente consentire a un po 'di calore di sfuggire era un punto di svolta nel campo.
I buchi neri erano da tempo considerati perfetti consumatori: l'opinione condivisa era che ciò che accade in un buco nero rimane in un buco nero. La scoperta di Hawking secondo cui i buchi neri potrebbero avere temperature e lasciare che il calore scivoli via implicava che non erano tagliati fuori dall'universo come avevamo pensato. Ora sappiamo che i buchi neri, come dicono gli astronomi, sono "mangiatori disordinati" che aspirano gas e quindi esplodono radiazioni.
"Questa idea dei buchi neri che irradiano è la crepa nell'armatura", dice Doeleman. "Dice che c'è qualcosa all'interno del buco nero che può essere manifestato al di fuori del buco nero."
Il rendering di un artista della NASA di una stella riven risucchiata in un buco nero. Un alone caldo e luminoso di detriti molto simile a questo sarà il bersaglio delle osservazioni del team di Event Horizon Telescope. (Goddard Spaceflight Center, NASA) Per garantire che il telescopio acquisisca accuratamente ciò che vede, non importa quanto siano bizzarri o fuori dal comune i dati, la scienziata di imaging EHT Katie Bouman sta conducendo test intensivi della rete e del suo software associato. A questo punto, l'EHT ha dimostrato la sua affidabilità nel generare immagini composite fedeli (anche in uno scenario di simulazione in cui l'oggetto al centro della Via Lattea assomiglia esattamente a Frosty the Snowman). Quindi, tutto sommato, il team si sente abbastanza fiducioso nella loro adattabilità.
Un altro collaboratore EHT, il fisico teorico di Harvard Andrew Strominger, ha una connessione Hawking più personale. Strominger, quando era uno studente del MIT, era stato uno dei primissimi tra i suoi colleghi a riconoscere lo splendore della tesi di dottorato di Hawking a Cambridge. Tracciando il lavoro di Hawking negli anni seguenti, Strominger fu affascinato dagli sforzi del fisico britannico per collegare i grandi effetti della distorsione spazio-temporale gravitazionale con il minuscolo meccanismo della meccanica quantistica, lavoro che si accordava magnificamente con le sue aree di interesse.
In poco tempo, lui e Hawking stavano collaborando alle teorie dei wormhole. I due si sono incontrati faccia a faccia quasi ogni anno negli ultimi tre decenni, prendendo in giro idee e collaborando alla ricerca originale. Più di recente, hanno scelto il cosiddetto "Teorema dei capelli no", una formulazione matematica ampiamente accettata che sembra implicare che solo una manciata di tipi di buco nero di base possano esistere nell'universo reale, per una serie di documenti innovativi.
Ciò che Hawking e Strominger scoprirono, e stavano lavorando con impazienza per formalizzare fino al momento della morte di Hawking, fu che il teorema era, nelle parole di Strominger, “una precisa risposta matematica alla domanda fisica sbagliata. E se ponete attentamente la domanda nel modo giusto, in realtà c'è un'infinita varietà di buchi neri. ”Inoltre, dice che potrebbe essere possibile evitare il famigerato“ paradosso dell'informazione ”che si perde per sempre in un buco nero se la forma del buco nero è considerata come un riflesso unico delle informazioni che ha consumato.
Strominger ricorda con affetto un recente ritiro accademico in cui lui e Hawking “hanno avuto delle discussioni molto entusiasmanti, che sono proseguite fino a tarda notte e sono proseguite per il resto del seminario. Continuavamo fino alla sua morte. "In occasione della morte di Hawking, Strominger pubblicò un esuberante ricordo del cuore, dell'umorismo e dell'umiltà del 76enne in Scientific American, scrivendo:" Mi mancherà il divertimento quasi quanto il fisica. Ma è difficile dire dove uno ha avuto inizio e l'altro è finito. "
Doeleman, che ha sempre pensato a se stesso e agli altri membri del team EHT come seguaci sulle orme intellettuali di Stephen Hawking, afferma che il suo unico rimpianto è che Hawking non è vissuto per vedere l'EHT fare le sue osservazioni di riferimento. "Mi piace pensare che stesse aspettando alcuni dei risultati dell'EHT", afferma Doeleman. “Sarebbe stata una grande gioia condividerli con lui, e siamo tutti tristi di non avere questa possibilità. Ma stiamo soldando con la sua memoria molto in mente. "
Anche Strominger afferma di essere deluso dal fatto che Hawking non sarà presente per vedere Event Horizon Telescope e gli altri moderni discendenti delle sue idee sbocciare. Ma prende a cuore il fatto che Hawking ispirerà i futuri scienziati - come Hawking lo ha ispirato - per le generazioni a venire.
"Le passioni di Stephen per la vita e per la scienza erano inseparabili", afferma Strominger. “Erano davvero due facce della stessa medaglia. Ha ricordato a molti che c'è di più nella realtà di se stessi. Ciò su cui si è concentrato è stato scoprire la verità scientifica, che è un viaggio indescrivibile ed esaltante per cercare di capire la realtà dell'universo in cui viviamo. "
