1 00:00:01,589 --> 00:00:08,868 Nel 1919 l'ormai famosa spedizione Eddington si prefisse di verificare se la gravità piega la luce. 2 00:00:09,320 --> 00:00:13,420 Fu un test importante della teoria della relatività generale di Einstein. 3 00:00:14,520 --> 00:00:22,580 Osservando un'eclissi totale di sole si dimostrò che il Sole devia il percorso della luce stellare come previsto. 4 00:00:22,980 --> 00:00:26,700 Ciò rese Einstein e la sua teoria famosi in tutto il mondo. 5 00:00:28,980 --> 00:00:33,500 Ora, un intero secolo dopo, gli scienziati sono ripartiti, 6 00:00:33,500 --> 00:00:38,500 per luoghi ancora più remoti sparsi su quattro continenti. 7 00:00:38,940 --> 00:00:42,590 Ancora una volta spingeranno i limiti della conoscenza astronomica, 8 00:00:43,440 --> 00:00:48,120 testando la stessa teoria in un modo che Einstein non avrebbe mai potuto immaginare. 9 00:00:49,800 --> 00:00:57,820 Il loro obiettivo: fare una foto di un buco nero, qualcosa di così ambizioso da sembrare impossibile... 10 00:00:58,560 --> 00:01:00,560 fino ad ora! 11 00:01:08,880 --> 00:01:12,220 La storia dei buchi neri inizia come un rompicapo. 12 00:01:12,480 --> 00:01:19,920 Nel 1915 Karl Schwarzschild notò che l'allora nuova teoria della relatività generale di Einstein 13 00:01:20,280 --> 00:01:25,560 prevedeva l'esistenza di strani oggetti detti "singolarità", 14 00:01:26,520 --> 00:01:32,340 in cui le nuove equazioni che descrivevano la gravità sembravano andare in tilt. 15 00:01:33,400 --> 00:01:39,160 Al loro interno il tempo si fermava e lo spazio diventava infinito... 16 00:01:40,260 --> 00:01:44,240 All'epoca molti scienziati, tra cui Einstein, 17 00:01:44,920 --> 00:01:48,900 consideravano tali oggetti troppo strani da meritare una ricerca seria. 18 00:01:49,980 --> 00:01:52,100 Nei cento anni successivi, invece, 19 00:01:52,500 --> 00:01:58,100 si sono accumulate le prove indicanti che nel nostro universo le singolarità esistono... 20 00:01:59,940 --> 00:02:01,940 ... come i buchi neri. 21 00:02:06,660 --> 00:02:09,560 Un buco nero è l'oggetto più misterioso dell'universo. 22 00:02:09,780 --> 00:02:14,500 In esso la materia si trova in uno spazio piccolissimo ed è così densa 23 00:02:14,800 --> 00:02:17,800 che la forza di gravità impedisce persino alla luce di fuoriuscire. 24 00:02:18,220 --> 00:02:20,980 Si tratta di una porta a senso unico del nostro universo. 25 00:02:22,380 --> 00:02:26,500 Sappiamo che si trovano nel cuore delle galassie 26 00:02:26,500 --> 00:02:33,000 e determinano il modo in cui le galassie crescono e muoiono, inghiottono gas e stelle. 27 00:02:33,000 --> 00:02:37,000 Sono anche degli oggetti incredibilmente enigmatici e misteriosi 28 00:02:37,000 --> 00:02:42,000 al confine tra le due grandi teorie della fisica: 29 00:02:42,000 --> 00:02:44,500 la relatività generale, che descrive la gravità, 30 00:02:44,500 --> 00:02:48,100 e la meccanica quantistica, che descrive le cose più piccole del mondo. 31 00:02:49,060 --> 00:02:53,300 Se vuoi testare le teorie fondamentali dell'universo 32 00:02:53,300 --> 00:02:56,800 vuoi andare nei laboratori più estremi dell'universo, 33 00:02:56,800 --> 00:02:58,230 e un buco nero è uno di essi. 34 00:02:59,580 --> 00:03:05,620 Ma l'osservazione di questo laboratorio estremo richiede uno strumento estremo. 35 00:03:06,220 --> 00:03:11,140 L'immensa gravità dei buchi neri è un ostacolo per vederli direttamente. 36 00:03:11,700 --> 00:03:14,520 Nessuna luce può sfuggire da essi e sono piccolissimi. 37 00:03:15,180 --> 00:03:19,860 Schiacciano enormi quantità di materia in piccoli punti di oscurità. 38 00:03:22,920 --> 00:03:27,740 Anche se l'esistenza di questi oggetti stranissimi è ora più accettata, 39 00:03:28,520 --> 00:03:32,560 vederli direttamente è rimasto un sogno impossibile. 40 00:03:36,980 --> 00:03:42,200 Infatti, per ottenere la risoluzione necessaria a vedere direttamente i buchi neri, 41 00:03:42,200 --> 00:03:46,520 un singolo telescopio dovrebbe avere le dimensioni del pianeta Terra, 42 00:03:47,160 --> 00:03:49,399 chiaramente troppo grande per essere fattibile. 43 00:03:51,840 --> 00:03:59,040 Invece, gli astronomi hanno studiato per decenni gli effetti dei buchi neri sulla materia circostante. 44 00:04:00,420 --> 00:04:04,900 Ma il sogno di ottenere prove più concrete di questi oggetti esotici 45 00:04:04,900 --> 00:04:08,520 era troppo allettante per essere semplicemente dimenticato. 46 00:04:11,060 --> 00:04:14,940 Comprendiamo tutti da un punto di vista matematico che i buchi neri esistono, 47 00:04:15,360 --> 00:04:19,500 ma vedere realmente qualcosa è un'esperienza molto viscerale 48 00:04:19,500 --> 00:04:23,720 e penso sia importante per la scienza e anche per noi crederci. 49 00:04:24,960 --> 00:04:30,000 Alla fine degli anni '60 una nuova tecnica cambiò l'astronomia. 50 00:04:30,000 --> 00:04:37,340 L'interferometria a base molto ampia ha consentito a diversi telescopi di osservare in gruppo, 51 00:04:38,040 --> 00:04:44,860 creando un telescopio "virtuale" più grande, in grado di superare i limiti delle dimensioni dei telescopi. 52 00:04:47,000 --> 00:04:54,240 Con la diffusione di questo metodo, la ripresa diretta di un buco nero divenne una possibilità reale. 53 00:04:56,700 --> 00:05:03,500 Nel 2009 è nato il progetto Telescopio Orizzonte degli Eventi (Event Horizon Telescope, EHT) 54 00:05:03,800 --> 00:05:06,020 per perseguire questo obiettivo entusiasmante. 55 00:05:07,700 --> 00:05:12,500 Il Telescopio Orizzonte degli Eventi è una collaborazione fra scienziati di tutto il mondo, 56 00:05:12,500 --> 00:05:16,500 di diversi paesi, continenti e istituzioni, 57 00:05:16,500 --> 00:05:22,500 per realizzare un telescopio delle dimensioni della Terra, con la risoluzione più alta 58 00:05:22,500 --> 00:05:27,200 di quella attualmente realizzabile con telescopi di qualsiasi tipo. 59 00:05:27,259 --> 00:05:32,709 Era chiaro sin dall'inizio che l'EHT avrebbe dovuto affrontare ostacoli unici. 60 00:05:33,080 --> 00:05:40,240 Ma "vedere è credere" e il team si è dedicato a rivelare un buco nero per la prima volta. 61 00:05:41,900 --> 00:05:46,540 A tal scopo otto telescopi in tutto il mondo sono stati collegati fra loro. 62 00:05:48,700 --> 00:05:56,320 L'ESO svolge un ruolo chiave in due di questi telescopi, entrambi situati sull'altopiano Chajnantor in Cile: 63 00:06:00,980 --> 00:06:05,300 l'Array Atacama Large Millimeter / Submillimeter (ALMA) 64 00:06:05,300 --> 00:06:11,580 e l'Atacama Pathfinder Experiment (APEX). 65 00:06:13,460 --> 00:06:20,180 Gli altri telescopi che compongono l'EHT sono il telescopio IRAM da 30 metri in Spagna, 66 00:06:20,960 --> 00:06:23,920 il Large Millimeter Telescope in Messico, 67 00:06:25,880 --> 00:06:29,000 il Submillimeter Telescope in Arizona, 68 00:06:31,000 --> 00:06:33,420 il James Clerk Maxwell 69 00:06:36,210 --> 00:06:40,289 e il Submillimeter Array, entrambi nelle Hawaii, 70 00:06:42,940 --> 00:06:46,900 e infine il Telescopio del Polo Sud in Antartide. 71 00:06:48,400 --> 00:06:56,740 La loro risoluzione congiunta equivale a leggere un giornale a Parigi stando seduti a New York. 72 00:06:58,480 --> 00:07:01,860 Le immense sfide del progetto divennero presto chiare. 73 00:07:02,400 --> 00:07:08,960 I telescopi, tutti strumenti altamente avanzati in sé, non erano costruiti per lavorare insieme. 74 00:07:09,840 --> 00:07:16,040 Farli funzionare insieme come un interferometro interconnesso richiedeva una squadra enorme. 75 00:07:17,820 --> 00:07:24,000 Ci sono ingegneri, osservatori e teorici, tutti al lavoro insieme, 76 00:07:24,000 --> 00:07:29,580 non solo per riprendere l'orizzonte degli eventi di un buco nero, ma anche per capire cosa stiamo vedendo. 77 00:07:30,720 --> 00:07:37,280 Il progetto ha riunito più di 200 scienziati provenienti da oltre 100 istituzioni, 78 00:07:37,500 --> 00:07:43,180 che hanno dovuto andare a braccio mentre costruivano questa nuova organizzazione. 79 00:07:44,560 --> 00:07:50,660 Il coordinamento di un gruppo così ampio e diffuso nel mondo è stata solo una delle molte sfide significative. 80 00:07:51,240 --> 00:07:58,200 Con un progetto che definisce nuovi riferimenti per l'ingegno umano, è facile che le cose vadano male. 81 00:07:58,200 --> 00:08:01,820 E infatti ci sono stati... 82 00:08:03,000 --> 00:08:07,680 guasti delle apparecchiature, perdite di alimentazione, mancanza di spazio su disco per archiviare i dati... 83 00:08:08,349 --> 00:08:15,179 Che ci crediate o no, a un certo punto alcuni scienziati sono stati persino sotto tiro durante le loro osservazioni. 84 00:08:16,389 --> 00:08:19,529 Ben presto il progetto fu in gravi difficoltà. 85 00:08:21,909 --> 00:08:26,729 Anche le posizioni del telescopio presentavano enormi problemi pratici. 86 00:08:28,719 --> 00:08:35,699 Gli ambienti migliori per osservare il cielo notturno sono spesso i più difficili per costruire osservatori. 87 00:08:36,959 --> 00:08:40,279 I telescopi dell'EHT non fanno eccezione. 88 00:08:41,250 --> 00:08:44,269 I loro siti remoti sono sparsi su quattro continenti, 89 00:08:45,240 --> 00:08:49,800 compresi gli osservatori nell'arido deserto cileno di Atacama, 90 00:08:49,800 --> 00:08:53,200 su un altopiano gelido in Antartide 91 00:08:53,200 --> 00:08:55,518 e in cima a un vulcano spento delle Hawaii. 92 00:08:57,779 --> 00:09:01,188 Tutti questi telescopi si trovano lontano dalla civiltà, 93 00:09:01,889 --> 00:09:04,639 dove le luci della città non inquinano i cieli notturni. 94 00:09:05,759 --> 00:09:09,889 Ma, per gli astronomi che si recavano ai telescopi ad acquisire i dati, 95 00:09:11,040 --> 00:09:13,219 l'isolamento era l'ultimo dei loro problemi. 96 00:09:17,309 --> 00:09:21,500 I luoghi molto asciutti in alta quota sono ideali per le osservazioni, 97 00:09:21,500 --> 00:09:27,919 poiché evitano il vapore acqueo dell'atmosfera che interferisce con la luce degli oggetti astronomici. 98 00:09:30,720 --> 00:09:34,200 ALMA e APEX si trovano sull'altopiano Chajnantor, 99 00:09:34,200 --> 00:09:40,000 ad un'altitudine di 5000 metri nel desolato deserto cileno di Atacama, 100 00:09:40,000 --> 00:09:45,559 un luogo così inospitale che serve da banco di prova per i rover di Marte. 101 00:09:48,600 --> 00:09:54,320 Le persone al lavoro qui hanno dovuto usare bombole di ossigeno perché l'aria è troppo sottile per respirare. 102 00:09:58,160 --> 00:10:05,000 I pericoli del mal di montagna sono stati condivisi anche dagli osservatori del telescopio James Clerk Maxwell 103 00:10:05,000 --> 00:10:11,260 e del Submillimeter Array situato vicino alla cima del vulcano dormiente Mauna Kea. 104 00:10:13,260 --> 00:10:17,520 In questa posizione esposta molto sopra il livello del mare, 105 00:10:18,300 --> 00:10:22,040 gli astronomi correvano il rischio di gravi disidratazioni e colpi di sole. 106 00:10:24,400 --> 00:10:27,300 All'estremo opposto della scala della temperatura, 107 00:10:27,960 --> 00:10:31,300 gli osservatori al Telescopio del Polo Sud in Antartide 108 00:10:31,300 --> 00:10:35,300 hanno dovuto sopportare temperature sotto lo zero per lunghi periodi di tempo. 109 00:10:35,790 --> 00:10:38,389 Qui c'erano sfide uniche: 110 00:10:39,089 --> 00:10:41,599 in inverno il Sole non sorge mai sopra l'orizzonte, 111 00:10:42,990 --> 00:10:45,709 creando una sola notte che dura per mesi. 112 00:10:47,399 --> 00:10:52,068 È meraviglioso per i telescopi, ma è psicologicamente dura per gli umani. 113 00:10:56,100 --> 00:10:59,360 Notti insonni venivano trascorse lavorando in queste regioni ostili. 114 00:11:02,910 --> 00:11:07,500 Dopo quasi un decennio di preparazione, l'EHT era finalmente pronto 115 00:11:07,500 --> 00:11:11,500 per usare tutti e otto i telescopi come un solo strumento. 116 00:11:11,500 --> 00:11:21,000 Il 5 aprile 2017 l'EHT è stato puntato per la prima volta all'obiettivo prescelto, M87 *, 117 00:11:21,000 --> 00:11:28,600 il buco nero al centro dell'enorme galassia Messier 87, a circa 55 milioni di anni luce dalla Terra. 118 00:11:29,430 --> 00:11:34,500 Il tentativo di scrutare nel cuore oscuro di una galassia a decine di milioni di anni luce di distanza 119 00:11:34,500 --> 00:11:36,930 potrebbe sembrare una scelta strana. 120 00:11:36,930 --> 00:11:39,230 Ci sono molti buchi neri più vicini a noi. 121 00:11:41,460 --> 00:11:44,449 Ma M87 * è stato accuratamente selezionato. 122 00:11:45,210 --> 00:11:47,210 Aveva due grandi vantaggi: 123 00:11:47,820 --> 00:11:50,360 è uno dei più grandi buchi neri noti, 124 00:11:50,790 --> 00:11:56,569 il che dava agli astronomi una maggiore possibilità di vederlo rispetto ai piccoli buchi neri nelle vicinanze, 125 00:11:57,300 --> 00:11:59,779 e non è troppo a nord o a sud nel cielo, 126 00:12:00,960 --> 00:12:05,960 che è fondamentale perché i telescopi di tutto il mondo potessero osservarlo allo stesso tempo. 127 00:12:07,350 --> 00:12:12,559 Finite le notti insonni di osservazione, iniziò una nuova fase di lavoro. 128 00:12:13,290 --> 00:12:15,499 Per scoprire cosa avevano visto 129 00:12:16,200 --> 00:12:20,000 gli scienziati hanno dovuto faticosamente combinare e analizzare i dati. 130 00:12:23,000 --> 00:12:26,689 Due centri di calcolo, uno in Europa e uno negli Stati Uniti, 131 00:12:27,420 --> 00:12:30,679 hanno combinato una quantità sconcertante di dati: 132 00:12:30,800 --> 00:12:34,040 circa 350 terabyte al giorno da ciascun telescopio. 133 00:12:35,100 --> 00:12:40,000 I dati dovevano essere sincronizzati da orologi atomici così precisi 134 00:12:40,000 --> 00:12:43,500 che perdono solo 1 secondo ogni 10 milioni di anni 135 00:12:43,500 --> 00:12:48,380 e poi trasportati con speciali dischi rigidi pieni di elio. 136 00:12:50,190 --> 00:12:54,140 Portare a mano questo prezioso carico potrebbe sembrare una soluzione a bassa tecnologia, 137 00:12:54,320 --> 00:12:59,000 ma le unità contenevano così tanti dati che il loro spostamento a mano è stato, 138 00:12:59,000 --> 00:13:03,800 a volte, la più veloce trasmissione di dati nella storia. 139 00:13:07,220 --> 00:13:12,060 Dopo innumerevoli ore di lavoro sui dati, un'immagine ha cominciato a prendere forma. 140 00:13:12,949 --> 00:13:19,479 Questa immagine avrebbe detto a centinaia di scienziati se decenni di lavoro avevano raggiunto l'irraggiungibile, 141 00:13:19,880 --> 00:13:21,880 o se erano stati vani. 142 00:13:23,509 --> 00:13:27,000 Anche se un buco nero è completamente buio, 143 00:13:27,000 --> 00:13:31,500 influenza il percorso dei fotoni che viaggiano nelle vicinanze 144 00:13:31,500 --> 00:13:38,000 e lascia una firma inconfondibile sulla luce del disco di accrescimento che circonda il buco nero stesso: 145 00:13:38,000 --> 00:13:42,380 un grande disco di materia che si avvolge gradualmente a spirale verso il suo ospite. 146 00:13:42,640 --> 00:13:45,600 La materia in caduta diventa molto concentrata, 147 00:13:46,399 --> 00:13:49,869 l'attrito la riscalda a formare un plasma luminoso. 148 00:13:50,500 --> 00:13:55,800 Il percorso della luce emessa da questo gas incandescente è determinato dal buco nero: 149 00:13:56,140 --> 00:14:01,480 la luce che passa vicino, piegata dall'enorme gravità, ne costeggia i bordi, 150 00:14:01,940 --> 00:14:06,160 ma la luce che passa troppo vicino viene catturata, per non sfuggire più. 151 00:14:06,980 --> 00:14:08,980 Visti dalla Terra con i radiotelescopi, 152 00:14:09,649 --> 00:14:14,198 questi effetti si manifestano come l'ombra di un buco nero: 153 00:14:16,460 --> 00:14:21,260 una regione centrale oscura che si staglia contro il plasma luminoso. 154 00:14:28,160 --> 00:14:34,080 Dopo due anni di calcoli faticosi, l'immagine era finalmente pronta. 155 00:14:58,000 --> 00:15:01,900 Sebbene ripresa dalla distanza sbalorditiva di 55 milioni di anni luce, 156 00:15:02,440 --> 00:15:07,000 l'immagine ha rivelato una struttura ad anello con una regione centrale scura. 157 00:15:07,000 --> 00:15:12,420 Per la prima volta nella storia: l'ombra di un buco nero! 158 00:15:12,600 --> 00:15:16,400 E poi guardiamo la nostra prima fonte e vediamo quell'anello. 159 00:15:16,900 --> 00:15:23,000 Vediamo l'orizzonte degli eventi e vedendo quell'ombra, quella regione oscura, si capisce immediatamente 160 00:15:23,000 --> 00:15:27,870 che stiamo guardando un orizzonte degli eventi in un buco nero da tutti i lati contemporaneamente. 161 00:15:27,870 --> 00:15:30,400 Vediamo una regione in cui il tempo si ferma. 162 00:15:30,400 --> 00:15:35,900 Questa è una parte molto diversa dell'universo che stiamo vedendo per la prima volta. 163 00:15:35,920 --> 00:15:39,600 È esattamente ciò che stavamo cercando, ma dopo otto anni 164 00:15:39,600 --> 00:15:44,000 e un lungo processo, alcune settimane di ripresa ci hanno mostrato esattamente quello che volevamo. 165 00:15:44,000 --> 00:15:45,000 Non ci potevo credere. 166 00:15:47,620 --> 00:15:51,000 Devo dire che ora ha assunto una nuova importanza, 167 00:15:51,000 --> 00:15:55,800 poiché abbiamo effettivamente delle immagini che assomigliano alle simulazioni. 168 00:15:55,800 --> 00:16:00,000 C'è una straordinaria confluenza fra teoria ed esperimento 169 00:16:00,000 --> 00:16:03,870 che fa intravedere straordinarie scoperte all'orizzonte. 170 00:16:06,040 --> 00:16:12,750 Questo risultato storico è una pietra miliare nella nostra comprensione in continua evoluzione dell'universo 171 00:16:13,000 --> 00:16:19,500 e ha creato un precedente per la collaborazione globale nella ricerca scientifica. 172 00:16:19,810 --> 00:16:24,300 Una delle cose più edificanti per me è la squadra che abbiamo costruito 173 00:16:24,300 --> 00:16:28,300 e il fatto che stiamo facendo qualcosa che ci avevano detto essere impossibile. 174 00:16:28,300 --> 00:16:35,300 In fin dei conti, quando fai qualcosa che ti dicono che non si possa fare, la sensazione è incredibile 175 00:16:35,300 --> 00:16:39,450 e penso che tutta la squadra sia molto orgogliosa di aver realizzato qualcosa del genere. 176 00:16:39,840 --> 00:16:42,760 Non è solo per noi, è per tutti. 177 00:16:46,980 --> 00:16:49,560 Con l'espansione dell'EHT 178 00:16:49,560 --> 00:16:55,049 potremo affrontare le domande profonde che attirano i ricercatori sui buchi neri: 179 00:16:56,050 --> 00:17:01,740 fino a che punto le nostre leggi della fisica reggono nelle condizioni più estreme che conosciamo? 180 00:17:03,040 --> 00:17:09,000 Come funzionano i meccanismi di gas, radiazioni e particelle attorno a un buco nero? 181 00:17:09,370 --> 00:17:15,000 Quali teorie si riveleranno corrette e quali saranno smentite da osservazioni più precise? 182 00:17:16,120 --> 00:17:22,049 Solo il tempo dirà quali altri misteri svelerà l'EHT. 183 00:17:26,520 --> 00:17:33,000 Trascritto dall'ESO; tradotto da Fausto Mescolini