Einstein vince ancora.

La foto del buco nero pubblicata il 10 aprile 2019 ci dice ancora una volta che Einstein aveva ragione.

Non credo ce ne fosse più bisogno ma se ancora qualcuno avesse avuto dei dubbi in merito alla validità della teoria del più grande genio della fisica, l'immagine del buco nero #buconero supermassicco pubblicata il 10 aprile 2019 dovrebbe scacciare via definitivamente ogni perplessità.

Era il 1916 quando Albert Einstein #Einstein pubblicò la sua teoria della relatività generale. Una vera rivoluzione scientifica che avrebbe cambiato prepotentemente non solo il corso degli studi in fisica ma anche la storia e la nostra concezione del mondo. Da quel momento l'idea di spazio e di tempo sono cambiati per sempre in modo irrevocabile.

Tutti viviamo ogni giorno della nostra vita in uno spazio tridimensionale e assieme a noi occupano lo spazio tutti gli altri oggetti. Tutto poi si muove avanti nel tempo, inesorabilmente. Gli esseri viventi invecchiano e muoiono, quelli inanimati deperiscono, si trasformano o perdurano per millenni. Siamo abituati a vedere lo spazio e il tempo come due cose completamente distinte: Einstein invece ci ha insegnato che lo spazio e il tempo sono due aspetti di un'unica entità che prende il nome di spazio-tempo #spaziotempo. Tutti noi quindi viviamo in uno spazio a 4 dimensioni costituito dalle tre dimensioni dello spazio e dalla dimensione temporale.

Lo spazio-tempo non è rappresentabile graficamente perché nessuno è in grado di fornirvi un disegno di uno spazio a 4 dimensioni; io non saprei proprio da dove cominciare. Spesso però lo spazio-tempo viene rappresentato, a livello divulgativo, come una griglia fatta da linee parallele e perpendicolari tra di loro, come a creare un tappeto elastico. Nello spazio vuoto la griglia è fatta da linee dritte ma nelle vicinanze di oggetti materiali la griglia si distorce.

Einstein ci ha insegnato infatti che qualunque corpo dotato di massa, non importa quanto grande, è in grado di modificare lo spazio-tempo attorno a sé, di curvarlo e piegarlo. Da tale modifica ne consegue la comparsa di una forza, la forza di gravità, che tende ad attirare altri corpi verso il centro del primo. La Terra dunque non ci attira direttamente verso il suo centro con una forza; quello che la Terra fa è distorcere la griglia dello spazio-tempo che la circonda ed è poi questa distorsione che fa sì che si possa parlare di forza di gravità. Tutti noi quindi viviamo ogni giorno nello spazio-tempo distorto dalla presenza della Terra. Più è grande la massa e più è denso l'oggetto, maggiore è la distorsione dello spazio-tempo e quindi più intensa la forza gravitazionale che si genera. Il pianeta Giove, ad esempio, ha una gravità maggiore di quella della Terra perché, avendo una massa più grande, crea una distorsione dello spazio-tempo più accentuata.

La cosa interessante è che non solo la materia è soggetta alla forza di gravità ma anche la luce. Di norma un raggio di luce viaggia in linea retta ma quando il raggio si avvicina ad un corpo celeste si può osservare che il suo cammino diventa curvo. Quello che la luce fa in realtà è seguire le linee della griglia dello spazio-tempo: se queste linee sono dritte (e siamo lontani da qualunque corpo celeste) la luce va dritta, se le linee sono curve (e siamo nelle vicinanze di un corpo celeste) la luce devia e segue un percorso curvo. È come se la luce si comportasse come un treno che non può andare dove vuole ma deve obbligatoriamente seguire la direzione impostagli dei binari: se i binari sono dritti, il treno va dritto; se i binari curvano, il treno curva.

La domanda che è sorta subito dopo la pubblicazione della teoria della relatività generale è: può esistere un corpo celeste così massiccio e denso al punto che la gravità da esso generato possa essere così spaventosamente grande da riuscire ad attirare a sé non solo altri oggetti materiali ma bensì anche la luce? La risposta è stata affermativa e tali corpi, anni più tardi, presero il nome di buchi neri #buconero. I buchi neri dunque si comportano come tutti gli altri corpi celesti che modificano lo spazio-tempo, solo che lo fanno in modo più evidente e violento. Un raggio di luce che ha la sfortuna di passare troppo vicino ad un buco nero, oltrepassando quel confine che prende il nome di "orizzonte degli eventi" #orizzontedeglieventi, non ce la fa più a scappare via e ne viene catturato per sempre. Così nessun raggio di luce può uscire dal buco nero ed è per questo motivo che esso è nero.

La foto di alcuni giorni fa è dunque un'ulteriore conferma (dopo tante altre già avvenute in passato) della validità della relatività generale di Einstein perché abbiamo avuto modo di osservare in modo diretto e per la prima volta l'orizzonte degli eventi, già previsto dalla teoria circa cento anni fa. Einstein ha vinto, di nuovo, con la sua determinazione, la sua volontà e il suo genio.

Oltre che far aumentare in noi l'ammirazione per un uomo tanto brillante, questo ci insegna anche quanto lontano ci possa portare il pensiero umano. La matematica e fisica si sono rivelati degli strumenti eccezionali per poter prevedere fenomeni e principi prima ancora che questi possano essere osservati. Siamo giunti ormai a comprendere alcuni segreti del cosmo, il modo in cui funzionano fenomeni distanti anni luce da noi che possiamo guardare a distanza, come spettatori passivi, e tutto questo spesso facendo uso solo di un foglio di carta e di una penna. Questo è lo straordinario potere del pensiero scientifico che sviluppiamo dai tempi di Galileo Galilei #Galileo e questo è lo straordinario potere della mente; il corpo si può chiudere in una gabbia ma la mente può arrivare ovunque, senza barriere, anche ai confini dell'Universo.