La Nuova Sardegna

Hanno aspettato pazientemente il momento e ad aprile hanno cominciato a “scattare un’immagine” di onde radio per la foto che potrebbe aprirci nuovi orizzonti sulla comprensione dell’universo. La foto di un buco nero, dietro l’otturatore l’astronomo Ciriaco Goddi, orunese di 42 anni.

Intanto dottor Goddi come sono andate queste notti, siete riusciti nel vostro intento?

«Devo ammettere che le osservazioni sono andate ben oltre le nostre aspettative. L’esperimento include diversi livelli di complessità, dove le cose possono andare storto. E devo riportare con piacere che non ne abbiamo avuto, questo specialmente frutto del lavoro preparatorio fatto negli anni precedenti. Ma oltre alla tecnica, e ovviamente alla grande professionalità di tutto il personale coinvolto, sono state le condizioni climatiche che hanno collaborato per realizzare una campagna osservativa di successo. Per quasi dieci giorni di fila, abbiamo avuto condizioni atmosferiche ottimali. Ora pero inizia la parte più importante, per valutare se l’esperimento sia effettivamente stato un successo o no, che è l’analisi dei dati. E questo richiederà almeno un anno prima di poter confermare se siamo riusciti nell’intento di ottenere la prima immagine astronomica di un buco nero».

Potrebbe spiegare per quanto possibile il funzionamento della rete di telescopi?

«L’interferometria radio è una tecnica di osservazione astronomica per ottenere immagini ad alta risoluzione delle sorgenti radio. Il potere risolutivo di un telescopio, che in pratica misura la capacità di separare due oggetti nel cielo, aumenta linearmente con il diametro del suo “obiettivo”: la lente o specchio nel caso di un telescopio ottico e l’apertura dell’antenna parabolica nel caso di un radiotelescopio. In particolare, la Vlbi (interferometria radio a lunghissima linea di base) utilizza una rete globale di radiotelescopi collocati in diversi continenti per formare un telescopio virtuale di dimensioni terrestri con un potere risolutivo enorme».

Quali sono le problematiche legate all’osservazione di oggetti così distanti e come pensate di risolverle?

«L’esperimento si presenta in apparenza come una missione impossibile. Il buco nero che vogliamo fotografare, che chiamiamo Sagittario A, si trova al centro della nostra Galassia, a 26 mila anni-luce da noi e ha un orizzonte degli eventi che si estende per circa 24 milioni di chilometri, circa 17 volte più grande del Sole. Ciò corrisponde a un angolo sotteso nel cielo di soli venti microsecondi d’arco, equivalente a una mela sulla Luna vista da terra. Ecco perché “scattare una foto” a un oggetto così compatto sembra di prima acchito una missione impossibile. Noi però siamo convinti di potercela fare. A parte queste difficoltà tecniche, il maggiore ostacolo che affrontiamo durante le osservazioni è dato dalle condizioni atmosferiche, in particolare il tasso di umidità o più precisamente il contenuto di vapore acqueo nella troposfera. Il suo effetto non è solo quello di attenuare il già debole segnale astronomico, ma è anche quello di “distorcere” il fronte delle onde radio, per cui una volta che queste arrivano ai rivelatori non siamo più in grado di ricostruire l’immagine della sorgente che le ha generate.

Cos’è esattamente “l’orizzonte degli eventi”?

«È quel confine che circonda i buchi neri dove tutto ciò che passa non torna mai più indietro, una “sfera di non-ritorno” una sorta di membrana a senso unico dove i fotoni (ma anche qualsiasi altra particella) possono entrare ma non fuggire, a causa dell’intensissima forza gravitazionale: è per questo che i buchi neri appaiono appunto “neri”. In realtà, i buchi neri sono completamente “neri” solo all’interno dell’orizzonte degli eventi, ma al di fuori, la luce può sfuggire. Vista la loro enorme attrazione gravitazionale, i buchi neri tendono a succhiare la materia circostante in un processo chiamato “accrescimento”».

Perché è così importante studiarlo?

«La domanda cui in realtà vogliamo trovare risposta è la seguente: i buchi neri esistono, o sono solo un’astrazione matematica frutto di una teoria? Noi pensiamo che esistano e che siano degli oggetti reali che possono essere studiati con osservazioni astronomiche. Il problema è che finora non ne abbiamo ancora visto uno ma ne abbiamo solo dedotto la loro esistenza attraverso teorie e indagini indirette. Provare l’esistenza dei buchi neri riveste un’importanza fondamentale nella nostra concezione dell’Universo. Infatti, i buchi neri sono una delle previsioni più fondamentali della teoria di Einstein della Relatività Generale».

Le vostre ricerche potrebbero cambiare (o confermare) eventuale ipotesi sulla concezione che abbiamo dell’universo?

«La Relatività Generale, concepita da Einstein nel 1916, rappresenta la teoria della gravità di maggior successo fino a oggi. Se dovessimo invece scoprire che è incompleta, allora la teoria di gravità di Einstein dovrà essere modificata. Questo potrà naturalmente avere conseguenze fondamentali per la nostra comprensione della gravità e quindi dell’intero universo (che ricordiamolo è governato da questa forza). E non è improbabile che le risposte alle domande che ci stiamo ponendo possano alla fine sorprenderci. D’altronde è la curiosità umana che ci spinge ad avventurarci in questo regime ancora inesplorato della fisica. Sono quindi profondamente convinto che la prima immagine di un buco nero abbia le potenzialità di aprire nuovi orizzonti nella scienza di base.

Lei che osserva l’universo cosa pensa dell’esistenza di altre forme di intelligenza simili alla nostra, è possibile entrare in contatto con esse?

«Sarebbe “inesorabilmente egocentrico” presumere che siamo soli in un posto così grande e vecchio come l’universo. E noi astronomi siamo d’accordo sul fatto che non c’è niente di speciale sul posto dove siamo nell’universo, o addirittura nella nostra galassia: la Terra è un pianeta medio attorno a una stella media, in orbita in un posto medio di una galassia media. E noi siamo fatti di Idrogeno, Carbonio, Ossigeno, ecc., che sono tra gli elementi più abbondanti nell’Universo».

Perché allora è tanto difficile confermarne l’esistenza?

«Esiste un famoso paradosso detto di Fermi (dal grande fisico Enrico Fermi che si pone la domanda nel 1950): ci sono almeno 100 miliardi di pianeti nella galassia della Via Lattea. Se anche una piccola percentuale di essi fosse abitabile, potremmo aspettarci vita aliena su milioni di pianeti e vita intelligente su centinaia di migliaia di pianeti. Tenuto conto di questi fatti, Fermi si chiede: “dove sono tutti gli altri?”».

Risposta?

«La prima risposta riguarda i tempi evolutivi. La Terra (e il sistema solare) ha circa 4.5 miliardi di anni, le prime forme di vita si sono sviluppate dopo qualche centinaio di milioni di anni, ma è solo recentemente che la nostra civiltà è avanzata a tal punto da porsi la domanda se siamo soli nell’Universo e mandare dei segnali nello spazio che potrebbero essere captati da eventuali civiltà aliene. Un esempio fra tutti, 200 anni fa non sapevamo usare (o neanche concepire) le onde radio, ma ora sono un comune mezzo di comunicazione. Ci potrebbero essere pianeti più vecchi dove una forma di vita intelligente si è sviluppata e poi estinta, oppure delle altre potrebbero nascere quando la nostra civiltà sarà estinta. La seconda considerazione riguarda le distanze astronomiche, che si traducono in tempi lunghi di comunicazione. Nell’ipotesi che ci sia una forma avanzata di vita aliena, contemporanea alla nostra, a causa del tempo che ci vorrebbe per tale vita extraterrestre per ricevere i nostri segnali (che viaggiano alla velocità della luce) e rispondere (o viceversa), potrebbero tranquillamente passare migliaia di anni prima di entrare in contatto con una qualunque civiltà aliena nella nostra Galassia. A parte la comunicazione, entrare in contatto fisicamente sarà forse per sempre impossibile, perché siamo tutti troppo lontani nello spazio (e probabilmente nel tempo). Detto ciò, siamo sicuri che entrare fisicamente in contatto con una civiltà aliena più avanzata sia una cosa buona? Pensate a quando Colombo entrò in contatto con le popolazioni indigene delle Americhe».