L’astrofisica statunitense Andrea Ghez, premio Nobel per la Fisica 2020 - Epa / Elena Zhukova / Ucla

La tradizionale cerimonia dei Premi Nobel al Konserthuset di Stoccolma, attesa come al solito il 10 dicembre, è annullata a causa della seconda ondata di Covid-19. «È prevista invece – spiegano gli organizzatori in un comunicato – una cerimonia digitale che avrà luogo nel municipio ». L’evento, a cui parteciperanno anche i premiati in collegamento da varie parti del mondo, sarà trasmesso in diretta televisiva e dai canali ufficiali dell’Accademia. I vincitori, però, riceveranno formalmente il riconoscimento presso le ambasciate o le università afferenti. Com’è noto, il Nobel per la Fisica è stato assegnato, per il secondo anno consecutivo, a un cosmologo e a due astronomi: la triplice nomina è caduta sul britannico Roger Penrose («per la scoperta che la formazione dei buchi neri è una robusta previsione della teoria della relatività generale»), l’americana Andrea Ghez e il tedesco Reinhard Genzel («per la scoperta di un oggetto compatto supermassiccio al centro della nostra galassia»). In particolare, le osservazioni sperimentali di Ghez e Genzel, partite dagli inizi degli anni Duemila e decollate grazie a crescenti conferme – ultima la celebre immagine dell’orizzonte degli eventi al centro della Galassia Virgo A, fotografata dall’Event Horizon Telescope nell’aprile 2019 –, riguardano l’identificazione della sorgente astronomica Sagittarius A* con un buco nero, attorno al quale il Sole e tutte le altre stelle della Via Lattea ruoterebbero (una “ massive nuit”, per dirla con Mallarmé). Newyorkese classe ’65, laureata al Massachusettes Institute of Technology nel 1987 e addottorata presso il Caltech nel 1992, Andrea Ghez è docente all’Università della California. Sposata con il geologo Tom LaTourette e madre di due figli, è stata la quarta donna a ricevere il Nobel per la Fisica, con l’augurio «di ispirare altre giovani donne a dedicarsi a questo campo del sapere».

Professoressa, di cosa parliamo quando utilizziamo l’espressione “buco nero supermassiccio”?

È un oggetto con un’attrazione gravitazionale così intensa da risucchiare tutto, persino la luce. In un buco nero la massa è concentrata in un volume infinitamente piccolo. Un buco nero “normale” può formarsi in genere quando una stella molto grande mette fine alla sua vita esplodendo in una supernova. Un buco nero supermassiccio è milioni o addirittura miliardi di volte più grande di un normale buco nero. I buchi neri supermassicci risiedono al centro delle galassie. Siamo stati in grado di dimostrare l’esistenza di tale oggetto al centro della nostra galassia studiando le orbite delle stelle più interne.

A proposito, come si sono originate ed evolute le galassie?

In verità, non lo sappiamo con certezza. Siamo consapevoli del fatto che maggiore è la massa della galassia, maggiore è il suo buco nero centrale. Crediamo che l’evoluzione della galassia sia strettamente connessa all’attività del suo buco nero supermassiccio centrale. Ma ci sono ancora molte domande aperte e incognite.

Cos’è il Centro Galattico?

La nostra casa, il Sistema Solare, vive nella periferia di una galassia chiamata Via Lattea. La Via Lattea ha la forma di un disco, con braccia a spirale confinati all’interno del disco. Il centro della nostra galassia a spirale è ciò che chiamiamo Centro Galattico. È qui che risiede il nostro buco nero supermassiccio insieme a un numero enorme di stelle. È un ambiente piuttosto estremo ed eccitante.

Lei ha studiato a fondo anche la formazione stellare, e in particolare la Nebulosa di Orione.

Sì, le stelle si formano solitamente quando una nube di gas molecolare diventa abbastanza densa da collassare dalla sua gravità. E la Nebulosa di Orione è la nebulosa di formazione stellare più vicina a noi. La formazione stellare nel Centro Galattico appare più sconcertante. Ci sono parecchie stelle giovanissime molto vicine al buco nero supermassiccio. Tuttavia, l’attrazione gravitazionale del buco nero supermassiccio, in teoria, impedirebbe alle nubi di gas di diventare abbastanza dense e avere il tempo di collassare in stelle. È ciò che chiamiamo il “paradosso della giovinezza”.

In questi mesi il suo nome è stato spesso associato all’astronomia a infrarossi.

L’astronomia a infrarossi è un campo dell’astronomia che utilizza la luce a infrarossi. Quando guardiamo il mondo con i nostri occhi, vediamo ciò che possiamo definire “luce visibile”. Tuttavia, le onde elettromagnetiche, che formano la luce visibile, arrivano anche in molte luci diverse che i nostri occhi non possono vedere. Ma possiamo costruire strumenti in grado di cogliere queste tipologie di luce. Tale aspetto è cruciale per studiare il Centro Galattico: tra noi e il nostro buco nero supermassiccio c’è molta polvere che oscura completamente la vista nella luce visibile. La luce infrarossa può vedere attraverso la polvere permettendoci di scrutare attraverso il velo e osservare il nostro Centro Galattico.

Quale sarà l’evoluzione dell’universo?

Non lo sappiamo con certezza. Esistono diverse teorie, abbastanza conosciute: ad esempio, potrebbe continuare a espandersi in eterno, diventando sempre più freddo, oppure potrebbe invertire la rotta e ricominciare a contrarsi.

E, invece, qual è il presente e il futuro dell’astrofisica?

Oggi utilizziamo grandi telescopi terrestri e telescopi spaziali. La tecnologia che è stata impiegata e sviluppata per questi telescopi è ciò che ci ha permesso di fare molte scoperte rivoluzionarie. Stiamo costruendo telescopi ancora più grandi, come il Thirty Meter Telescope, che ci consentirà di guardare ancora più lontano e ancora più in dettaglio. Le nostre scoperte presenti e future sono tutte guidate dalla tecnologia.

Di cosa si occuperà dopo l’assegnazione del Nobel?

Il lavoro non finisce mai! Il Centro Galattico è una regione incredibilmente ricca. Solo un paio di anni fa abbiamo fatto il primo test della relatività generale di Einstein nei pressi di un buco nero supermassiccio. Il nostro impegno attuale è focalizzato sulla misurazione degli effetti della relatività generale ancora più precisi vicino ai nostri buchi neri supermassicci. Poi c’è la questione di capire, come dicevo, la formazione di stelle così vicine al buco nero e l’effetto che il buco nero ha sull’evoluzione delle stelle. Solo per citare alcuni dei problemi teorici e pratici...