Astronomia, la lunga caccia ai buchi neri: prima prova diretta dell’esistenza dei “mostri” cosmici

Arriva dopo più di due secoli la prima conferma diretta dell’esistenza dei buchi neri: ipotizzati per la prima volta nel ‘700 dal reverendo John Michell i buchi neri – i ‘mostri’ cosmici capaci di intrappolare tutto, persino la luce – sono stati ‘visti’ per la prima volta grazie al rilevatore di onde gravitazionali Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). Il primo a ipotizzare, sulla base delle leggi sulla gravitazione formulate da Newton, l’esistenza teorica di stelle talmente grandi da attirare anche la luce fu nel 1783 l’inglese John Michell. L’esistenza di queste ‘stelle nere’ fu dimostrata matematicamente poco dopo da Pierre Simon de Laplace ma poterle osservare era una sfida impossibile, tanto che le ribattezzò oggetti invisibili. Passarono più di 100 anni, con la Teoria della Relatività Generale di Albert Einstein, prima che questi bizzarri oggetti cosmici tornassero a far parlare di sé.

Grazie al contributo di Karl Schwarzschild, Arthur Eddington e David Finkelstein fu chiaro come porzioni di spazio tempo potessero deformarsi al punto da creare un pozzo gravitazionale al quale nulla può sfuggire. Questi oggetti entrarono rapidamente a popolare le pagine dei libri di fantascienza e conobbero un vero boom anche grazie al fisico John Wheeler che durante una conferenza a New York li chiamo per la prima volta buchi neri. A dar vita ai buchi neri sono le stelle di grande massa che, una volta esaurito il ‘combustibile’ che alimenta le reazioni nucleari, non riescono più a controbilanciare l’enorme forza gravitazionale dovuta alla loro stessa massa. ‘Implodono’ rapidamente e tutto il materiale di cui sono composte si compatta in uno spazio ridottissimo.

Possono ad esempio trasformarsi in stelle di neutroni, il cui raggio è di una decina di km. Ma se la massa iniziale è molto grande, il nucleo stellare può collassare e formare un buco nero. In questo nuovo oggetto la densità della materia è tale da dare luogo a una forza gravitazionale enorme, capace di attrarre qualunque oggetto si trovi entro un limite chiamato orizzonte degli eventi. Fagocitando la materia circostante, i buchi neri possono raggiungere masse anche superiori a un miliardo di volte la massa del Sole. Ma poiché la luce non può emergere da un buco nero, questo è di fatto un oggetto invisibile, e gli unici modi finora per confermare la loro esistenza erano prove indirette, ossia osservandone gli effetti sulla materia circostante. Da oggetti puramente teorici oggi i buchi neri si trasformano in realtà, grazie alla collaborazione Ligo-Virgo, composta da centri di ricerca europei e americani, che rivelando per la prima volta le onde gravitazionali hanno fornito la prima evidenza diretta dell’esistenza dei buchi neri