Dietro l’angolo c’è un altro universo?

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Per l’osservazione di molti fenomeni, l’esserne vicini è un vantaggio: sono possibili studi più dettagliati e quindi ne deriva una conoscenza più approfondita. È il caso del Sole, ad esempio, la cui prossimità ci ha permesso (e permette) osservazioni particolareggiate che ci fanno conoscere la nostra stella meglio di qualsiasi altra, proprio perché la vicinanza consente di registrare segnali non visibili nel caso di oggetti più lontani.
Basti pensare alla granularità della sua fotosfera, alla morfologia delle macchie solari, al flusso  di neutrini che emette. Vi sono tuttavia anche situazioni opposte, quelle per cui  un’eccessiva vicinanza rende più difficile, se non impossibile, vedere determinati fenomeni.
Se vi trovaste a fare trekking nel deserto di Nazca, in Perù, difficilmente vi rendereste conto di attraversare dei bellissimi geroglifi, rappresentanti colibrì, cani, ragni e altri animali. Ma se vi levaste in volo con un piccolo aeroplano, allora li potreste riconoscere e ammirare facilmente, realizzando come da lontano queste figure – grandi anche più di 100 metri ma invisibili da terra – si notano molto chiaramente.
Se volete togliervi la soddisfazione di verificare con i vostri occhi, ma non avete in programma un viaggio in Perù, potete sfruttare quella meraviglia che è Google Earth, andare alle coordinate 14° 41’ 32” Sud e 75° 08’ 56” West (sarete proprio sul colibrì) ed esplorare i dintorni.
È così anche per le galassie: è più facile vedere grandi outflow di gas e polveri, oppure giganteschi lobi di emissione radio o X intorno a galassie lontane (specialmente se orientate favorevolmente), piuttosto che associati alla nostra, dato che nella nostra siamo immersi.

Tutti abbiamo in mente le impressionanti immagini della galassia M82 con l’incredibile quantità di gas e polveri fredde emesse, rivelate dal telescopio per astronomia infrarossa Spitzer o l’immagine composita (ottica, radio e X) di Centaurus  A che mostra jet e lobi giganteschi; ma non ci eravamo accorti che anche la nostra Galassia, ritenuta abbastanza “normale” ed energeticamente  “tranquilla”, mostra enormi lobi di emissione di alta energia.
Se avessimo potuto osservarla dal di fuori, così come  facciamo con tutte le altre,  possibilmente guardandola di taglio con un telescopio sensibile ai raggi gamma, avremmo visto qualcosa di simile a quanto è mostrato nell’immagine (è una rappresentazione artistica, ovviamente, preparata dai disegnatori della NASA).


Disegno che mostra come apparirebbe la nostra galassia se guardata dall’esterno nell’ottico, nei raggi
X e nei raggi gamma.


Standoci invece dentro, e per di più nel disco,  la cosa si è rivelata più difficile  ed è stata necessaria un’attenta analisi dei dati ottenuti dal telescopio Fermi per scoprire l’esistenza delle due grandi “bolle” di emissione di raggi gamma che si estendono da entrambe le parti del piano della nostra galassia e sono centrate sul suo nucleo.
Sebbene l’origine e la natura di queste “bolle” di radiazione gamma sia tutt’altro che assodata, è ragionevole  pensare che esse siano collegate alla presenza del buco nero supermassiccio che si trova nel nucleo della nostra Galassia e di cui abbiamo recentemente parlato proprio in questa rubrica (v. “le Stelle” n. 133, pp. 10-11).
Quando, un paio di anni dopo la scoperta delle bolle, e sempre nei raggi gamma, si è scoperta anche l’esistenza di un debole doppio jet che si estende dal centro della Galassia sino ai bordi delle due bolle, il collegamento con il buco nero ha ricevuto ulteriore credito, se non altro per analogia con quanto osservato in molte galassie “attive”.
La debolezza del jet induce a pensare che quanto si vede oggi sia quel che rimane di fenomeni ben più energetici avvenuti nel passato della nostra Galassia e che il buco nero centrale sia ora, e da tempo, sostanzialmente dormiente.
La sua massa, circa 4 x 106 masse solari, non è così grande come quella di altri che si trovano nei nuclei di altre galassie (~2x108 masse solari nel caso di Andromeda fino a ~2x1010 nel caso di NGC 4889), ma lo qualifica comunque come buco nero supermassiccio e  il suo valore è stato calcolato studiando il moto di alcune stelle che gli ruotano attorno. Ovviamente tutti noi speriamo di avere modo di vederlo in azione e dunque le osservazioni del centro galattico continuano e la zona è costantemente monitorata in attesa di assistere al suo prossimo “pasto”.
Uno è atteso a breve (ma è un po’ in ritardo rispetto alle previsioni iniziali), e consisterà in un’enorme nube di gas, detta G2, che gli si sta dirigendo contro. Ma è veramente un buco nero quello che  diversi gruppi di ricerca stanno osservando? Già, perché c’è chi si chiede se Sgr A* non sia piuttosto un wormhole, creato nell’universo primordiale, che potrebbe mettere in connessione due regioni distinte del nostro universo o addirittura due universi diversi, nel modello dei Multiversi (scusate la cacofonia).
I wormhole (o ponti di Einstein-Rosen) sono una caratteristica topologica dello spazio-tempo che, essendo contemplata come soluzione valida delle equazioni che descrivono la relatività generale, viene considerata seriamente e studiata dai fisici teorici, i quali li hanno classificati in vari tipi a seconda delle loro peculiari proprietà.
In un recente lavoro, Zilong Li e Cosimo Bambi, della Fudan University di Shanghai, in Cina,  si pongono il problema di capire se vi  siano  osservazioni astronomiche in grado di distinguere tra un buco nero e un wormhole.
Li e Bambi sostengono che osservazioni di una nube di gas caldo, in orbita in prossimità della più interna orbita circolare possibile intorno a Sgr A*, potrebbero permettere di discriminare tra le due ipotesi (buco nero o wormhole).
La loro tesi è corroborata dai risultati di numerose simulazioni che mostrano come la morfologia delle immagini distorte dal forte campo gravitazionale sia diversa nei due casi.
Ciò in quanto la sfera di cattura apparente dei fotoni (l’“ombra”) di un wormhole sarebbe molto più piccola di quella di un buco nero.
Gli astronomi, consapevoli delle unicità offerte dal  laboratorio Sgr A*, anche grazie alla sua relativa vicinanza, si stanno da tempo attrezzando per condurre osservazioni sempre più dettagliate e già l’anno prossimo, all’osservatorio ESO di Cerro Paranal, entrerà in funzione GRAVITY,  uno strumento che è stato costruito per sfruttare al meglio le caratteristiche interferometriche del VLTI e ottenere le prime immagini infrarosse di altissima risoluzione di quel che succede nel centro della nostra Galassia.
Più ambizioso, ma ancora da realizzare, è il progetto dell’Event Horizon Telescope (EHT), un telescopio che si ripromette osservazioni (nella banda millimetrica e submillimetrica, combinando in modo interferometrico molti radiotelescopi sparsi per il mondo) di risoluzione angolare talmente spinta da essere in grado di risolvere l’orizzonte degli eventi di SgrA* e misurare quindi la sua “ombra”.
Francamente non credo che le osservazioni di GRAVITY permetteranno di capire se al centro della nostra Galassia alberghi un buco nero di quattro milioni di masse solari o se ci sia invece un esotico passaggio verso una destinazione ignota, sia essa nel nostro stesso universo piuttosto che in un altro.
Sono però convinto che i risultati di queste nuove osservazioni saranno comunque sorprendenti ed entusiasmanti (come lo saranno quelli dell’EHT quando arriveranno) e che ci faranno fare un altro passo avanti verso una conoscenza del mondo che continua a riservarci sorprese.

Tratto da Le Stelle n° 136, novembre 2014

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