icerbox Rzzolla gravita by Unknown

autore:Unknown
Format: epub

Buchi neri contraffatti

Abbiamo visto che la presenza di un orizzonte degli eventi e di una singolarità fisica al suo centro rende difficile da digerire l’idea stessa di buco nero. A questo punto, è lecito chiedersi se tale idea sia davvero necessaria. In altre parole: «È possibile fare a meno dei buchi neri?».

In molti si sono misurati con questa domanda, specie negli ultimi anni, quando sono state effettuate osservazioni dirette di oggetti compatibili con i buchi neri, sia attraverso rivelazione di onde gravitazionali (da parte della collaborazione LIGO/Virgo) sia grazie alla prima «fotografia» mai realizzata di un buco nero (da parte della collaborazione Event Horizon Telescope, o EHT). Prima di addentrarci nella risposta, però, dobbiamo fare una considerazione più generale su come progredisce la nostra conoscenza scientifica, specie in astrofisica.

L’astrofisica – unica branca della fisica che fornisca evidenze sull’esistenza di buchi neri – è una scienza osservativa e non sperimentale. Ciò significa che in questo campo, a differenza di ambiti quali la fisica dello stato solido o quella delle particelle elementari, non è possibile eseguire esperimenti veri e propri, costruendo un dispositivo sperimentale che consenta di produrre in maniera controllata – ossia con una chiara idea di quali siano gli errori in cui si può incorrere – le condizioni fisiche sotto le quali un certo fenomeno fisico si realizza. Al contrario, essa deve necessariamente affidarsi alle osservazioni astronomiche per formulare delle teorie, e poi deve confermarle o confutarle attraverso ulteriori osservazioni. Questo aspetto dell’astrofisica – che a volte tendiamo a trascurare, se non addirittura a ignorare – aggiunge una considerevole complessità all’applicazione del metodo scientifico, per almeno due ragioni.

La prima è che, siccome si effettuano solo osservazioni, è in genere difficile predire il numero di sorgenti che verranno studiate e le relative proprietà. Per fare un paragone, quando si costruisce un acceleratore di particelle come quello del CERN si ha un’idea molto precisa del numero di eventi o collisioni che sarà possibile produrre in un certo periodo di tempo, una volta specificate le condizioni iniziali (ad esempio l’energia del fascio incidente o le proprietà del fascio bersaglio). In astrofisica non è così semplice: a meno che non si intendano ripetere osservazioni di sorgenti ben note, la costruzione di un telescopio è in genere accompagnata da una grande incertezza sul numero di nuovi oggetti che verranno osservati. È per questo, ad esempio, che quando sono entrati in funzione i rivelatori di onde gravitazionali della collaborazione LIGO – non dimentichiamo che anche l’astronomia delle onde gravitazionali è una scienza osservativa – l’incertezza sul numero di eventi che sarebbe stato possibile misurare era di tre ordini di grandezza. In altre parole, non si sapeva se si sarebbero visti 400 eventi di fusione all’anno o soli 0,4.

La seconda ragione che rende più arduo il progresso scientifico in astrofisica è che, siccome si tratta appunto di una scienza osservativa, essa soffre di degenerazioni in quelle che sono le possibili spiegazioni alle osservazioni. Ancora una volta, ricorrerò a un’analogia per illustrare questo concetto. Immaginate di avere davanti un vecchio orologio a muro, che potete osservare quanto vi pare.

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