Perché la prima immagine del buco nero non è una “foto”

La prima immagine della storia di un buco nero è stata presentata oggi dall’Event Horizon Telescope (EHT), un consorzio internazionale che è riuscito nell’impresa di identificare l’”ombra” del buco nero supermassiccio che si trova al centro della galassia M87 (Virgo A), a 55 milioni di anni luce da noi. Anche se è stata definita così da diversi giornali – e per semplificare anche da alcuni ricercatori – quella del buco nero M87 non è prettamente una “foto”, almeno non nel senso comune del termine. Non è stata ottenuta con telescopi ottici, ma con enormi antenne che captano le onde radio (radiotelescopi) emesse da ciò che si trova nello Spazio.

I radiotelescopi ci permettono di osservare che cosa accade a distanze che nemmeno riusciamo a immaginare, tali da richiedere alla luce viaggi di milioni di anni, prima di raggiungerci. Sulla Terra ne abbiamo costruiti di diverso tipo, spesso nei posti più inaccessibili e remoti, in modo da non subire interferenze dovute ad altre sorgenti radio terrestri. Più una parabola è grande, più precisa può essere l’osservazione.

I ricercatori hanno quindi pensato di collegare più radiotelescopi sparsi sul pianeta, in modo da rendere la Terra stessa un’unica grande antenna. È da questa idea che è nato il progetto di EHT, che coinvolge radiotelescopi in posti come il Cile, le Hawaii e l’Antartide.

I radiotelescopi sono sincronizzati tra loro, raccolgono negli stessi istanti gigantesche quantità di dati, che sono poi trasportati su dischi rigidi molto capienti negli Stati Uniti, per essere elaborati. I dati non sono completi, nel senso che ne manca sempre qualche pezzo, ed è quindi necessario ricostruire ciò che manca. In questo processo (“imaging”), un supercomputer cerca di colmare gli spazi vuoti utilizzando algoritmi per prevedere che cosa dovrebbe esserci nei dati mancanti. Questo processo di ricostruzione, che richiede una grandissima potenza di calcolo, porta alla fine alla costruzione dell’immagine vera e propria, come quella svelata oggi dai ricercatori.

Durante il processo di imaging si potrebbe produrre un numero pressoché infinito di immagini, sulla base dei dati raccolti. I ricercatori hanno però dati, conoscenze e informazioni per sapere come dovrebbe essere l’immagine che stanno cercando di vedere. Tutte le potenziali immagini che rendono visibili le misurazioni dei radiotelescopi sono quindi messe in una sorta di classifica, per privilegiare quelle con l’aspetto più ragionevole e probabile. Alla fine del processo vengono quindi selezionate solo quelle che appaiono congrue con le conoscenze a disposizione della ricerca.

Questa è una spiegazione estremamente semplificata per darvi l’idea di un processo molto più complesso, che coinvolge una grande quantità di algoritmi, set di dati giganteschi e interminabili sessioni di calcolo svolte dai computer. L’immagine finale non è una foto in senso classico, ma è la dimostrazione visiva più prossima a ciò che accade intorno a un buco nero che si trova a 55 milioni di anni luce di noi. O meglio, a come appariva 55 milioni di anni fa: quando l’umanità ancora non esisteva e la luce iniziava il suo viaggio da quella remota area dell’Universo per raggiungerci.

La prima immagine di un buco nero