Come sottolineato per la prima volta dall’astronomo tedesco Karl Schwarzschild, i buchi neri piegano lo spazio-tempo in misura estrema a causa della loro straordinaria concentrazione di massa e riscaldano la materia nelle loro vicinanze in modo da farla brillare. Il “bordo” di un buco nero è noto come orizzonte degli eventi, il confine attorno alla concentrazione di massa oltre la quale luce e materia non possono sfuggire e che rende il buco nero “nero”.

Oltre ai buchi neri previsti dalla teoria della relatività generale di Einstein, si possono considerare quelli dei modelli ispirati alle teorie delle stringhe, che descrivono la materia e tutte le particelle come modalità di minuscole stringhe vibranti. Le teorie dei buchi neri ispirate alle stringhe prevedono l’esistenza di un campo aggiuntivo nella descrizione della fisica fondamentale, che porta a modificazioni osservabili nelle dimensioni dei buchi neri e nella curvatura nelle loro vicinanze.

I fisici Prashant Kocherlakota e Luciano Rezzolla dell’Istituto di Fisica Teorica dell’Università Goethe di Francoforte, hanno per la prima volta approfondito come le diverse teorie si adattano ai dati osservativi del buco nero M87* al centro della galassia Messier 87. L’immagine di M87 *, scattata nel 2019 dalla collaborazione internazionale Event Horizon Telescope (EHT), è stata la prima prova sperimentale dell’effettiva esistenza di buchi neri dopo la misurazione delle onde gravitazionali nel 2015.

Mentre i dati di M87* sono in ottimo accordo con le teorie basate su Einstein, lo sono solo in una certa misura con le teorie basate sulle stringhe. Per Prashant Kocherlakota «al momento, non possiamo rifiutare queste teorie, quando descriviamo la dimensione dell’ombra di M87*, ma i nostri calcoli limitano l’intervallo di validità di questi modelli di buchi neri».

«L’idea dei buchi neri per noi fisici teorici – sottolinea Luciano Rezzolla – è allo stesso tempo fonte di dubbio e di ispirazione. Mentre, infatti, ancora lottiamo con alcune delle conseguenze dei buchi neri – come l’orizzonte degli eventi o la singolarità – sembriamo desiderosi di trovare nuove soluzioni per i buchi neri anche in altre teorie. È quindi molto importante ottenere risultati come il nostro, che determinano cosa è plausibile e cosa non lo è. Questo è stato un primo passo importante e i nostri vincoli saranno migliorati con le nuove osservazioni».

Nella collaborazione con Event Horizon Telescope, i telescopi di tutto il mondo sono interconnessi per formare un telescopio gigante virtuale con una parabola grande quanto la Terra stessa. Con la precisione di questo telescopio, un giornale di New York potrebbe essere letto da un caffè di strada a Berlino.