Come soggetti di ricerca, i buchi neri non sono mai stati più luminosi.
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Ma negli anni '70, il famoso fisico Stephen Hawking disse che li trovava irritante. Sebbene accettasse la comune saggezza che i buchi neri erano completamente neri, le sue equazioni mostravano che emettevano particelle, emanando un debole bagliore che ora chiamiamo radiazione Hawking. "Ho quindi fatto molti sforzi per cercare di sbarazzarmi di questo effetto imbarazzante", ha detto. "Ma più ci pensavo, più si rifiutava di andare via."
Il 18 aprile, al Sanders Theatre dell'Università di Harvard, Hawking ha tenuto una conferenza per inaugurare una nuova iniziativa di ricerca sul buco nero con sede presso l'università in collaborazione con il Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian.
Questo sforzo ha lo scopo di sondare come si comportano queste entità e il mistero sconvolgente di ciò che accade quando ti avventuri al loro interno.
La nuova iniziativa, diretta dall'astrofisico di Harvard Avi Loeb, pone un punto esclamativo su quello che è già stato un secolo abbastanza buono per i buchi neri. Un nuovo momento clou è arrivato lo scorso febbraio, quando il Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) ha riportato il primo rilevamento di onde gravitazionali, confermando una previsione chiave della teoria della relatività generale di Albert Einstein. Queste increspature nello spazio-tempo furono scatenate dalla lontana collisione di due buchi neri, ciascuno una dozzina di volte più pesanti del Sole.
Quel segnale offriva forse la prova più tangibile che esistessero davvero oggetti così bizzarri. Meglio ancora, ha dimostrato che si muovono nel modo in cui gli scienziati hanno calcolato che dovrebbero. "LIGO ha aperto una nuova finestra nel nostro universo", ha detto Hawking ad Harvard. "Con più rilevamenti previsti, sono entusiasta della possibilità di nuove scoperte."
“Se ti senti in un buco nero, non mollare. C'è una via d'uscita ”, ha scherzato il cosmologo Stephen Hawking dopo aver inaugurato una nuova iniziativa Harvard-Smithsonian. (SAO / CFA) Ma per quanto i buchi neri attirino i riflettori, con le loro strane proprietà ora accettati fatti, la storia di Hawking riflette il percorso tortuoso che questi oggetti hanno preso per arrivarci.
Molti oratori hanno ricordato come nel 1915 Einstein presentò per la prima volta la sua teoria della relatività generale, un resoconto della realtà in cui lo spaziotempo si trascina attorno a oggetti enormi. Meno di un mese dopo l'ultima conferenza di Einstein all'Accademia di Berlino, l'astronomo Karl Schwarzschild ha trovato la prima soluzione completa alle equazioni di Einstein.
Questo trionfo arrivò con una nota inquietante: la soluzione implicava che potesse esistere una piccola sfera di spazio da cui nulla, neppure la luce, potesse sfuggire. Einstein, colpito dall'ingegno matematico di Schwarzchild, era tuttavia dubbioso che una cosa del genere potesse essere qualcosa di più di un esperimento mentale. Anche Schwarzchild lo pensava. Era "chiaramente non fisicamente significativo", ha scritto in un articolo di giornale.
Oggi riconosciamo che queste cosiddette "sfere magiche" possono e esistono. Sappiamo, ad esempio, che ogni galassia che si rispetti ne ha una al centro. Ma lo stesso modello si presenta ancora e ancora nella storia del buco nero, una saga raccontata anche dalla scrittrice scientifica Marcia Bartusiak nel suo libro del 2015 Black Hole . Quando i fisici si avventurano vicino a questo argomento, tendono ad essere risucchiati da problemi spinosi e inaspettati che sfidano una facile spiegazione.
Come i buchi neri stessi, la radiazione di Hawking è ora accettata. Ma anche oggi, la sua intuizione principale, espressa in un'equazione che collega la superficie di un buco nero alle informazioni intrappolate all'interno, sta ancora suscitando problemi. "I buchi neri obbediscono a un'equazione molto elegante e semplice", ha affermato Andrew Strominger, un fisico che collabora con Hawking e si unirà alla nuova iniziativa. “Non abbiamo idea di cosa significhi. Siamo profondamente confusi da questa equazione come Einstein negli anni '30 della soluzione di Schwarzschild. "
Risolvere questo indovinello per spiegare in che modo i buchi neri registrano i dettagli sulla questione che ingoiano è uno degli obiettivi principali dell'iniziativa Harvard-Smithsonian. Altre domande aperte includono l'origine di enormi buchi neri visti nell'universo distante come quasar luminosi e i modi in cui giganteschi buchi neri modellano le galassie che li orbitano attorno.
Loeb, il direttore fondatore del programma, pensa di aver riunito una squadra con buone probabilità di trovare risposte, e non è al di sopra di agire come un uomo di campagna pubblicitaria. Se le Nazioni Unite gli avessero chiesto di presentare un elenco di esperti del buco nero per una competizione scientifica interstellare, avrebbe pensato, chi sceglierebbe?
"Francamente, le persone migliori della mia lista sono nella squadra", ha detto, ridendo. “Penso che con questa squadra possiamo battere chiunque nella Via Lattea, questo è certo. Non conosco l'universo in generale. "
Dopo un secolo in cui i buchi neri sono passati da fastidi teorici a fatti indiscussi, la sua positività ironica può riflettere un cambiamento negli atteggiamenti. Mentre le contraddizioni e le confusioni dei buchi neri nei primi ricercatori "imbarazzati" come Hawking, gli stessi problemi di nodo sono ora importanti per i team di ricerca come LIGO e l'iniziativa di Loeb.
Lo stesso discorso di Hawking si è concluso con una simile nota di ottimismo. "Il messaggio di questa lezione è che i buchi neri non sono così neri come sono dipinti", ha detto. “Se ti senti in un buco nero, non mollare. C'è una via d'uscita."
