Il buco nero in laboratorio

Previsti dalla teoria della relatività generale, i buchi neri sono quasi una certezza. Quasi, perché nessuno ne ha davvero visto uno. D’altronde è ovvio: se sono neri... Tuttavia molti fenomeni celesti possono essere spiegati solo con la presenza di questi oggetti così densi da impedire perfino alla luce di uscirne. Il problema però è capire come “funzionano”. Infatti la materia, sia nel buco nero sia nei suoi paraggi, si trova in condizioni esotiche ed estreme, del tutto al di fuori delle possibilità dei laboratori. Ora però in Giappone...
Ricetta: prendere una pallina di plastica, spararle contro 12 fasci laser sincronizzati, farla implodere, ricavarne raggi X, poi far loro colpire palline di silicio che simulano il disco di accrescimento. Nulla di fattibile in una normale cucina, insomma. In un laboratorio dell’Università di Osaka però sì. Ebbene, proprio questo hanno realizzato i ricercatori guidati da Shinsuke Fujioka, per studiare la radiazione X emessa da un buco nero. E l’hanno raccontato in un articolo appena pubblicato da “Nature Physics”.
Per la verità non proprio dal buco, perché da lì nulla può arrivare, neppure i raggi X. Però i modelli astrofisici prevedono l’esistenza di un disco di materia intorno all’astro, disco dal quale proviene radiazione X emessa dalla materia caldissima. Di questa radiazione si possono studiare le caratteristiche per capire le condizioni in cui è stata prodotta. Per esempio, quanta energia serve?
C’è però una complicazione: parte dell’energia della radiazione, prima di lasciare il sistema, viene spesa per strappare gli elettroni agli atomi della materia del disco. Fotoionizzazione, si chiama. Come succede? Quanta energia va perduta? Difficile dirlo, senza poter studiare il fenomeno sul posto o almeno riprodurlo in laboratorio.
Ecco, riprodurlo: è proprio quello che hanno fatto gli studiosi giapponesi, con i 12 fasci laser, le palline di plastica implose, i raggi X per fotoionizzare il silicio. In sostanza, hanno ricreato le condizioni nei dintorni di un buco nero. Niente di pericoloso né per i giapponesi né stessi né per il nostro pianeta: solo una modesta replica su piccola scala di un fenomeno astrofisico. Modesta ma preziosa. Infatti quella radiazione X artificiale potrà essere confrontata con quella naturale, proveniente dai veri paraggi del buco nero. E, cambiando i parametri, si riuscirà a ricostruire quanta energia è stata necessaria per emettere i raggi X originali. E a capire un buco nero, distante magari migliaia di anni-luce, giocando con laser e palline di plastica in un laboratorio.