Nel cuore della via lattea c’è un tunnel spazio-temporale

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Lo studio ipotizza che al centro della nostra galassia, là dove si trova “Sagittarius A*”, una fortissima fonte di onde radio scoperta nel 1974, non ci sia – come finora si è creduto – un buco nero “supermassivo”, con una massa di milioni (o miliardi) di volte superiore a quella del nostro piccolo Sole.

Al suo posto potrebbe esserci invece un “Wormhole” (che letteralmente significa “buco di verme”, come se l’avesse scavato un tarlo): un “cunicolo spazio-temporale” capace di mettere in collegamento due punti e due tempi diversi del medesimo universo o addirittura di due universi diversi. Roba da fantascienza. Incuriositi dal suggestivo argomento, abbiamo raggiunto il team leader di questa ricerca cinese: è il cosmologo Cosimo Bambi, un giovane fisico italiano che insegna e fa ricerca a Shanghai. Gli abbiamo posto qualche domanda. Professor Bambi, di che cosa si stratta? Esistono davvero simili oggetti da romanzo? Per prima cosa vorrei precisare il contenuto del lavoro apparso recentemente su arXiv. Al momento, si ritiene che al centro di ogni galassia “normale” ci sia un buco nero supermassivo semplicemente perché, osservando la rotazione delle stelle vicine, si deduce che c’è un oggetto con una massa molto grande in un volume relativamente piccolo. Nel caso dell’oggetto al centro della nostra galassia, non si osserva alcuna eventuale radiazione termica dalla sua superficie. Queste due considerazioni suggeriscono che sia un buco nero. Ma, in realtà, non escludono altre possibilità. Con il termine “wormhole” si possono indicare cose di carattere leggermente diverso: nel nostro lavoro, io e il mio studente abbiamo ipotizzato l’esistenza di un “traversable wormhole”, che è proprio una sorta di cunicolo spazio-temporale: una struttura a topologia non-banale che funziona da “scorciatoia” collegando due regioni lontane dello stesso universo oppure due universi diversi. In che senso viene definito “traversable”? Ci si potrebbe passare dentro per davvero? Il wormhole è “traversable” proprio perché un osservatore può andare da una parte all’altra e poi tornare indietro. Questi strani oggetti non sono proibiti dalla teoria della relatività generale e possono essere scambiati per buchi neri: anche loro possono avere una massa molto grande in uno spazio relativamente piccolo e di sicuro non emettono radiazione termica dalla loro superficie perché non hanno alcuna superficie. In altre parole: le attuali osservazioni non possono distinguere se l’oggetto supermassivo al centro della nostra galassia sia un buco nero o un wormhole. Nel nostro lavoro facciamo vedere che certe osservazioni potranno farlo. Come siete arrivati a questa conclusione? Con quale strumentazione e attraverso quali ipotesi? La tesi di dottorato di Zilong (l’altro firmatario della ricerca, ndr) verte sulla possibilità di verificare tramite osservazioni astronomiche se gli oggetti che al momento si ritiene che siano buchi neri della relatività generale lo siano effettivamente. In particolare: stiamo studiando le proprietà della radiazione emessa da un blob di plasma che orbita vicino a uno di questi oggetti. Poiché la forza gravitazionale intorno a un buco nero e a un wormhole è diversa, i raggi luminosi sono deflessi in modo diverso.

 

Facendo i conti, si vede che l’immagine secondaria di un blob di plasma vista da un osservatore lontano (l’immagine formata dai raggi luminosi che fanno mezzo giro intorno all’oggetto e poi arrivano all’osservatore lontano) è sensibilmente diversa nel caso di un buco nero e di un wormhole. Nel caso del wormhole, la forza gravitazionale è più debole e quindi l’immagine secondaria si trova su una circonferenza più piccola sul piano dell’immagine dell’osservatore. Tali osservazioni potranno essere possibili nel giro di qualche anno, per esempio con lo strumento GRAVITY in Cile (un grande osservatorio dell’ESO, la principale organizzazione intergovernativa europea che si occupa di astronomia, ndr). Nei prossimi 5-15 anni, comunque, verranno messi a punto nuovi strumenti capaci di andare a vedere cose che prima non erano possibili e quindi ha senso verificare se quello che pensiamo essere vero sia effettivamente vero. Se aveste ragione voi saremmo di fronte a uno di quei “topoi” che hanno alimentato la fantasia degli scrittori di fantascienza. E che effettivamente costituiscono un fenomeno davvero suggestivo… Che sensazioni prova, lei che è uno scienziato, di fronte a questa possibilità? La mia risposta le sembrerà strana, ma un oggetto come un wormhole è qualcosa di effettivamente lontano dalla realtà solo se si pensa a cosa vediamo intorno a noi. Da un punto di vista teorico non è una cosa così… fantasiosa. E le condizioni che si trovano vicino ad uno di questi oggetti al centro delle galassie sono ben lontane dalle condizioni sulla Terra. Non dico che credo fermamente nell’esistenza dei wormholes. Dico che da un punto di vista teorico sono accettabili, ma le nostre conoscenze teoriche sull’argomento sono senza dubbio incomplete, quindi è utile vedere se possiamo imparare qualcosa dalle osservazioni. E in questo caso sembra che la risposta sia positiva. Passiamo a una chiave più personale. “Un fiorentino a Shanghai” sembra l’inizio di una barzelletta. E invece si parla di lei, un giovane fisico, uno scienziato italiano che insegna e fa ricerca presso la Fudan University della megalopoli cinese. È passato dall’Italia agli Usa, poi alla Germania e infine in Cina. Come ci è arrivato? E perché?

 

Dopo il dottorato a Ferrara, sono stato ricercatore un anno nel Michigan, tre anni in Giappone, e un anno in Germania. Poi sono venuto a Shanghai, in Cina. Chiaramente non avevo problemi a spostarmi. Penso che per quello che mi riguarda, le opportunità per fare ricerca qui siano veramente buone per una persona della mia età. Se avessi 10-15 anni di più, potrei trovare le stesse condizioni in Germania o in Giappone (ma in Giappone probabilmente solo se fossi giapponese), non ora. Gli Stati Uniti mi affascinano molto meno, ma sto parlando del mio specifico campo di ricerca. Che cosa “importerebbe” in Italia dal mondo accademico non italiano? Quali solo le differenze più macroscopiche tra l’accademia italiana e quella cinese? E quali opportunità diverse si possono cogliere? Posso rispondere a questa domanda per quanto riguarda il mio campo. Sinceramente non mi piace il sistema accademico italiano, perché ritengo che sia difficile fare ricerca. Le opportunità a Fudan sono veramente interessanti. Io ho 33 anni e ho una posizione che, in Italia, corrisponderebbe a quella di Professore Ordinario. Se qui io ho un’idea, faccio per conto mio una proposta di progetto e, se viene approvata, ho un fondo di ricerca che gestisco come voglio (in Italia questo non è possibile perché le proposte sono fatte da gruppi di docenti e quindi nessuno è veramente indipendente e i tempi di decisione inevitabilmente sono più lunghi). Qui ho veramente la possibilità di avere un gruppo che lavora sui miei progetti. Sono arrivato un anno e mezzo fa e nel mio gruppo ho sei studenti, ognuno dei quali lavora su un particolare aspetto di uno di questi progetti; poi ci sono due ricercatori senior (in Italia, ma pure nel resto dell’Europa o negli Stati Uniti, non sarebbe possibile per una persona della mia età). In Italia non è possibile formare un gruppo perché il numero di studenti di dottorato all’interno di un Dipartimento di Fisica è troppo basso – la maggior parte dei professori non ha dottorandi e, considerando che il carico didattico in Italia può essere notevole, è difficile trovare il tempo per fare ricerca senza l’aiuto degli studenti.

 

Quanto tempo occupa la didattica, nella sua vita a Shsnghai? Qui a Fudan insegno solo un semestrale corso all’anno, quindi ho veramente il tempo per dedicarmi alla ricerca. Ma in Cina non è dovunque così: è vero a Fudan, non negli atenei meno titolati. La Fudan University è una delle più prestigiose del paese: fa parte della “Ivy League” cinese, la cosiddetta “Lega C9”, l’élite della ricerca del colosso asiatico. Una nota geopolitica: ora che la Cina ha sopravanzato gli Usa nella classifica mondiale delle potenze commerciali, quando crede (se mai accadrà) che potrà raggiungere gli stessi livelli di eccellenza anche nella ricerca? La Cina sta crescendo molto, anche nel campo della ricerca, ma credo che in molti settori il gap con Europa e Stati Uniti sia ancora notevole. C’é poi da dire che qui c’è un numero ristretto di università e istituti di ricerca (prevalentemente a Pechino e a Shanghai) che dispone di soldi e sta crescendo velocemente, ma nella stragrande maggioranza delle università il livello è molto più basso. Quale scuola ha frequentato, prima di iscriversi alla facoltà di Fisica? Era uno “studente modello” o galleggiava nella media? Quale materia le piaceva di più, tra quelle di studio? Prima di iscrivermi alla facoltà di Fisica ero al liceo scientifico Guido Castelnuovo di Firenze. In generale, ero fra gli studenti più bravi della mia classe: il migliore in matematica e fisica, ma nelle altre discipline c’erano compagni di classe più bravi di me. Com’è la vita a Shanghai, per un ricercatore italiano? Esiste una comunità alla quale fa riferimento o siete tutti dei veri “globe-trotter”, apolidi per necessità o per destino? Mi sono trasferito a Shanghai circa un anno e mezzo fa, proprio perché le opportunità per fare ricerca sono veramente buone e poi, non avendo messo su famiglia, è semplice per me spostarmi e scegliere solo in base alle mie esigenze. Shanghai è una città molto internazionale, quindi l’inglese mi basta per il momento; so giusto qualcosa in cinese per emergenze o cose molto semplici. Personalmente un clima internazionale senza riferimenti nazionali troppo pronunciati non mi dispiace. Caso però ha voluto che al Dipartimento di Fisica qui a Fudan ci siano tutti cinesi che lavorano sulla fisica delle basse energie, ma tre professori sono italiani: oltre a me, Antonino Marcianò e Leonardo Modesto. Noi lavoriamo su gravità e cosmologia. L’aria è davvero irrespirabile come si desume dai report sull’inquinamento atmosferico? L’inquinamento è senza dubbio il problema principale di Shanghai, perché per il resto la città può offrire molto. Il gap con le altre città cinesi è notevole e, soprattutto nelle regioni più interne, il paese è ancora molto arretrato. Il suo nome di battesimo è Cosimo, un esplicito tratto di “fiorentinitudine”. Ha mai pensato, quando guarda, studia o osserva le stelle, che è lo stesso nome che portava il protettore di Galileo, Cosimo II de Medici? Azzardo: questa omonimia ha avuto un ruolo nelle sue scelte? In realtà, quando mi viene chiesto dell’origine del mio nome – soprattutto da non italiani che non sanno che Cosimo è un nome fiorentino – scherzo dicendo che Cosimo e cosmologia hanno la stessa origine (dal greco “kosmos”, ordinato) e che è per questo che mi occupo di gravità.

 

 

 

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