La natura della gravità in fondo ai buchi neri

Delineato un nuovo metodo per misurare le "ombre" di due buchi neri supermassicci nel processo di collisione: permetterà anche di testare teorie alternative della gravità

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Un nero pozzo del nulla racchiuso da un ardente anello di luce: tre anni fa, la prima immagine in assoluto di un buco nero ha sbalordito il mondo. L’iconica immagine del buco nero al centro della galassia Messier 87 e’ stata messa a fuoco grazie all’Event Horizon Telescope, una rete globale di antenne radio sincronizzate che funge da gigantesco telescopio.

Ora, in studi complementari pubblicati su Physical Review Letters e Physical Review D, i ricercatori della Columbia University hanno delineato un nuovo metodo per misurare le “ombre” di due buchi neri supermassicci nel processo di collisione. Questo metodo fornira’ agli astronomi uno strumento potenzialmente nuovo per misurare buchi neri piu’ piccoli di M87 e in galassie lontane e testare teorie alternative della gravita’.

La nuova tecnica ha solo due requisiti: un paio di buchi neri supermassicci in corso di collisione e osservazione da un’angolazione quasi laterale. Da questo punto di osservazione laterale, quando un buco nero passa di fronte all’altro, e’ visibile un lampo di luce, mentre l’anello luminoso del buco nero piu’ lontano viene ingrandito dal buco nero piu’ vicino rispetto alla linea di vista, un fenomeno noto come lente gravitazionale.

L’ombra di un buco nero e’ la sua caratteristica piu’ misteriosa e ricca di informazioni. “Quella macchia oscura ci parla delle dimensioni del buco nero, della forma dello spazio-tempo che lo circonda e di come la materia cade nel buco nero vicino al suo orizzonte”, ha detto il coautore Zoltan Haiman, Professore di fisica alla Columbia.

Le ombre dei buchi neri possono anche contenere il segreto della vera natura della gravita‘, una delle forze fondamentali dell’universo. La teoria della gravita’ di Einstein, nota come relativita’ generale, prevede le dimensioni dei buchi neri. I fisici, quindi, li hanno cercati per testare teorie alternative della gravita’, nel tentativo di conciliare due idee contrastanti su come funziona la natura: la relativita’ generale di Einstein, che spiega fenomeni su larga scala, come i pianeti in orbita e l’universo in espansione, e la fisica quantistica, che spiega come minuscole particelle, come elettroni e fotoni, possono occupare piu’ stati contemporaneamente.