AGI - Un gruppo di fisici dell'Università Goethe di Francoforte e del Tsung-Dao Lee Institute di Shanghai ha messo a punto un nuovo approccio per verificare se i buchi neri descritti dalla teoria della relatività generale di Einstein siano gli unici possibili. Lo studio, pubblicato su Nature Astronomy, utilizza simulazioni tridimensionali per confrontare le ombre dei buchi neri previste da diverse teorie della gravità, fornendo criteri per distinguere le differenze tra i modelli con future osservazioni ad altissima risoluzione.
Le immagini catturate dall'Event Horizon Telescope, come quelle del buco nero al centro della galassia M87 e della Via Lattea, rappresentano un punto di svolta per la fisica. "Ciò che vediamo non è il buco nero stesso, ma la radiazione della materia che ruota attorno al suo orizzonte degli eventi", spiegano gli autori. Queste osservazioni aprono la possibilità di testare direttamente la validità della teoria di Einstein, confrontandola con modelli alternativi che ipotizzano buchi neri con proprietà fisiche differenti. Attraverso complesse simulazioni al computer, il gruppo guidato da Luciano Rezzolla ha riprodotto il comportamento del plasma e dei campi magnetici nello spazio-tempo curvo che circonda i buchi neri.
Le immagini sintetiche ottenute mostrano come le ombre previste da teorie non relativistiche si discostino da quelle di Einstein, con differenze che diventano più evidenti aumentando la risoluzione delle osservazioni. Gli autori sottolineano che l'attuale risoluzione dell'Event Horizon Telescope non consente ancora di distinguere i modelli in modo netto, ma le future generazioni di telescopi, inclusi strumenti spaziali, potranno raggiungere la precisione necessaria per osservare dettagli fino a meno di un milionesimo di secondo d'arco, l'equivalente di distinguere una moneta sulla Luna dalla Terra. Tali misure potrebbero consentire di identificare deviazioni significative dalla teoria di Einstein, o di confermarne ulteriormente la validità.
Il lavoro rientra negli sforzi internazionali per trasformare i buchi neri in veri laboratori sperimentali della gravità estrema. Finora i dati indicano che i buchi neri osservati rispettano la relatività, ma rimangono aperte alcune possibilità teoriche come i wormhole o le singolarità nude, oggetti che non possiedono un orizzonte degli eventi. "Anche la teoria più solida deve essere continuamente verificata", affermano gli studiosi, ricordando che scoprire un'eccezione a Einstein significherebbe rivoluzionare la fisica fondamentale. L'Event Horizon Telescope, una rete di radiotelescopi distribuiti in tutto il mondo, fornisce una risoluzione equivalente a quella di un telescopio grande quanto la Terra. I ricercatori prevedono che l'aggiunta di nuove antenne e, in futuro, di un telescopio orbitante, permetterà di ottenere immagini ancora più nitide del plasma che ruota attorno ai buchi neri supermassicci, rendendo possibile testare sperimentalmente le teorie della gravità più estreme.