Teoria della Relatività di Einstein dimostrata per la prima volta vicino a un a buco nero

L'analisi di una stella in orbita attorno al buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, Sagittarius A*, ha confermato quanto previsto dalla Teoria della relatività generale di Albert Einstein. È la prima volta che gli scienziati riescono a dimostrare la teoria elaborata cento anni fa dal genio tedesco (naturalizzato americano) in un contesto sperimentale così estremo e affascinante. Ma cosa hanno osservato esattamente gli scienziati? In parole semplici, le misurazioni effettuate con strumenti sofisticatissimi hanno rilevato un effetto chiamato spostamento verso il rosso (redshift) gravitazionale, dovuto alla devastante forza gravitazionale del buco nero che ha ‘stirato' la luce della stella a lunghezze d'onda maggiori, verso l'estremità rossa dello spettro elettromagnetico. Questo effetto è proprio ciò che prevede la Teoria della relatività generale formulata da Einstein, ed è legato alla modifica dello ‘spazio' nel quale si muove la stella (la famosa curvatura dello spazio-tempo).

Per effettuare queste misurazioni, il team di ricerca internazionale guidato dal professor Reinhard Genzel del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) di Garching, in Germania, si è avvalso di strumenti estremamente sensibili piazzati sul Very Large Telescope (VLT) dell'Osservatorio Europeo Australe (ESO), sito sul Cerro Paranal nel cuore del deserto di Atacama, in Cile. Fra essi il Gravity, il SINFONI e il NACO, che permettono di osservare una stella con una risoluzione senza precedenti.

Strumenti così potenti sono indispensabili per diverse ragioni. Il buco nero supermassiccio che si trova nel cuore della Via Lattea, infatti, è a 26mila anni luce dalla Terra (per fortuna) ed è coperto da una fitta coltre di polveri e gas. Attorno a Sagittarius A*, che ha una massa stimata di 4 milioni di soli, orbitano stelle a una velocità pazzesca a causa della sua tremenda forza gravitazionale. Genzel e colleghi hanno messo nel mirino la stella S, che nel maggio 2018, a una velocità impressionante di 25 milioni di chilometri orari (il 3 percento di quella della luce) è sfrecciata ad ‘appena' 20 miliardi di chilometri di distanza dal buco nero. Anche se può sembrare una distanza enorme, pari a numerose volte quella che separa la Terra da Saturno, quando c'è di mezzo un ‘mostro' come un buco nero supermassiccio si tratta di un valore ristretto.

“È la seconda volta che osserviamo il passaggio ravvicinato di S2 intorno al buco nero al centro della nostra galassia – ha dichiarato Genzel – ma questa volta, grazie all’avanzamento tecnologico degli strumenti disponibili, siamo stati in grado di osservare la stella con una risoluzione senza precedenti”. “Ci siamo preparati intensamente a questo evento, per molti anni, poiché volevamo sfruttare al massimo questa opportunità unica di osservare gli effetti della relatività generale”, ha aggiunto il ricercatore, soddisfatto dei dati raccolti. Recentemente diverse altre scoperte hanno dimostrato brillantemente la teoria della relatività di Einstein, come quella dell'Istituto STSCI di Baltimora, ma gli scienziati continuano a testarla in condizioni sempre più estreme, perché laddove dovesse fallire, sarà necessario riscrivere alcune fondamentali leggi della fisica. Al momento, comunque, Einstein continua ad avere brillantemente ragione. I dettagli dell'affascinante ricerca sono stati pubblicati sulla rivista scientifica specializzata Astronomy & Astrophysics.

[Credit: ESO/M.Kormesser]