Einstein ha ancora ragione: le dimensioni dell’ombra del buco nero supermassiccio in M87 è in perfetto accordo con la relatività generale. I risultati pubblicati sulla rivista Physical Review Letters
Il buco nero supermassiccio nel cuore di una galassia a 55 milioni di anni luce di distanza ha fornito alla relatività il suo test più rigoroso. M87 *, il buco nero “più fotogenico” dell’Universo, è stato studiato ed osservato, grazie all’Event Horizon Telescope, per rendere la relatività generale 500 volte più forte. Sebbene la relatività generale sia ottima per prevedere e comprendere le interazioni gravitazionali, è matematicamente incompatibile con la meccanica quantistica (le regole che ci aiutano a modellare le interazioni non gravitazionali tra gli oggetti). Ciò ha portato gli scienziati a cercare modifiche e persino alternative alla relatività generale. L’obiettivo è una teoria unificata che descriva tutte le forze nello stesso modo.
Credit: L. Medeiros; C. Chan; D. Psaltis; F. Özel; UArizona; Ias
L’immagine di M87*
L’immagine dell’ombra di un buco nero e di un anello di materiale caldo che gli turbinava intorno, ha dato agli scienziati dato nuovi modi per testare la relatività generale. Uno di questi era la dimensione dell’ombra. Questa ombra è la regione oscura al centro della massa vorticosa di materiale, definita dall’orizzonte degli eventi , il punto in cui anche la velocità della luce è insufficiente per raggiungere la velocità di fuga dell’attrazione gravitazionale del buco nero. Ciò significa che nessuna luce può brillare all’interno di un buco nero. Poiché l’effetto è gravitazionale, la dimensione della regione può essere prevista in base alla relatività generale. M87* è un buco nero supermassiccio 6,5 miliardi di volte la massa del Sole. La matematica della relatività generale può utilizzare questa massa per prevedere una dimensione molto precisa del vuoto oscuro, o ombra, da cui la luce non può sfuggire. Quando l’immagine del buco nero è stata ottenuta per la prima volta la dimensione dell’ombra era quella prevista.
Credit: Event Horizon Telescope
I test sulla relatività generale
La relatività generale ha superato diversi test nel Sistema Solare. Il modo in cui l’orientamento dell’orbita di Mercurio si sposta attorno al Sole è uno. Un altro è il modo in cui la luce delle stelle si piega lungo la curvatura dello spaziotempo attorno a un oggetto massiccio come il Sole. Misurazioni precise delle distanze tra i pianeti ne forniscono un’altra. Diverse modifiche alla relatività generale hanno anche superato i test del sistema solare. Quindi il team ha raccolto queste modifiche basate sul Sistema Solare per testarle con M87 *. Piuttosto che testarle effettivamente nel loro insieme, per ogni teoria alternativa della gravità, il team ha identificato le caratteristiche uniche che prevedono l’ombra di un buco nero.
Ciò non significa che la relatività generale non possa essere contraddetta, e la ricerca per farlo continua, non perché gli astrofisici odino la relatività generale, ma perché ogni test fornisce nuovi vincoli e nuovi strumenti per il test successivo sperando che ci porti sempre più vicini ad una compatibilità tra relatività generale e meccanica quantistica.
Riferimenti:
