Ogni epoca ha le proprie immagini impossibili: immagini che la scienza e la tecnica del momento sembravano escludere definitivamente dal campo del visibile e che poi, grazie a un salto tecnologico o a una visione intellettuale nuova, diventano realtà. Il 10 aprile 2019 alle ore 13:00 UTC, in sei conferenze stampa simultanee tenute a Bruxelles, Washington, Santiago del Cile, Shanghai, Taipei e Tokyo, la collaborazione internazionale denominata Event Horizon Telescope (EHT) pubblicò la prima immagine diretta di un buco nero nella storia dell’umanità. L’oggetto fotografato è il buco nero supermassiccio al centro della galassia ellittica gigante Messier 87 (M87), nel ammasso della Vergine, a una distanza di circa 55 milioni di anni luce dalla Terra. Il buco nero, oggi designato ufficialmente M87* secondo la convenienza nomenclatoria dell’astronomia osservativa, ha una massa pari a circa 6,5 miliardi di masse solari, un valore così estremo da collocarsi ai limiti superiori di ciò che i modelli teorici ritenevano possibile per i buchi neri di origine galattica. L’immagine mostra un anello luminoso asimmetrico di gas surriscaldato, con una zona di emissione più intensa nella parte inferiore, che circonda una regione circolare oscura: l’ombra del buco nero, ovvero la proiezione della regione oltre la quale nemmeno la luce può sfuggire alla gravità.
Quella fotografia non è una fotografia nel senso convenzionale del termine. Non è stata scattata da una singola fotocamera con un obiettivo e una pellicola o un sensore digitale; non è il prodotto di un singolo momento di esposizione; e non è nemmeno un’immagine di luce visibile. è il prodotto di oltre quattro petabyte di dati radioastronomici, raccolti da otto osservatori radiotelescopi distribuiti su sei continenti durante una campagna di osservazioni durata dieci giorni nell’aprile del 2017, elaborati da algoritmi di ricostruzione computazionale sviluppati nel corso di anni da un team di oltre 200 ricercatori provenienti da decine di paesi. Il suo genere fotografico, se vogliamo usare questa categoria, è la sintesi computazionale di interferometria radio a bassissima lunghezza d’onda: un territorio che non appartiene alla storia della fotografia tradizionale, ma che condivide con essa il problema fondamentale di ogni immagine, ovvero come fare in modo che la luce, o una sua forma analoga, produca su un supporto una rappresentazione del mondo. L’immagine è consultabile in alta risoluzione, con tutta la documentazione tecnica allegata, attraverso il sito ufficiale dell’Event Horizon Telescope Collaboration, che mantiene accessibili al pubblico i sei articoli scientifici pubblicati sull’Astrophysical Journal Letters il 10 aprile 2019.
Informazioni Base:
- “Fotografo”: Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration; progetto diretto da Sheperd S. Doeleman (Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian); figura chiave nella ricostruzione computazionale dell’immagine: Katherine L. (“Katie”) Bouman (West Lafayette, Indiana, 9 maggio 1989), oggi professore associato al California Institute of Technology (Caltech)
- Immagine: “First Image of a Black Hole” / “M87* Shadow”; pubblicata in: The Event Horizon Telescope Collaboration et al. (2019), “First M87 Event Horizon Telescope Results”, The Astrophysical Journal Letters, vol. 875, L1-L6 (sei articoli)
- Anno: 2019 (raccolta dati: 4-14 aprile 2017; elaborazione e verifica: 2017-2019; pubblicazione: 10 aprile 2019)
- Oggetto fotografato: Buco nero supermassiccio M87*, centro della galassia Messier 87, ammasso della Vergine; distanza: circa 55 milioni di anni luce; massa: 6,5 miliardi di masse solari (più o meno 0,7 miliardi); diametro dell’ombra: 42 microarcsecondo (42 +/- 3 microarcsec)
- Temi chiave: Very Long Baseline Interferometry (VLBI), lunghezza d’onda 1,3 mm (frequenza 230 GHz), algoritmo CHIRP (Continuous High-resolution Image Reconstruction using Patch priors), algoritmo CLEAN, quattro team di imaging indipendenti e validazione cieca, 4 petabyte di dati su hard disk elicoidali spediti fisicamente al MIT Haystack Observatory, maser all’idrogeno per sincronizzazione atomica, relatività generale di Einstein e test osservativi, jet relativistico di M87, Sagittarius A* (buco nero della Via Lattea), dibattito sull’attribuzione del merito scientifico (Bouman vs. Andrew Chael), Nobel per la Fisica 2020 (Roger Penrose)
Contesto storico e scientifico
La storia che porta alla prima fotografia di un buco nero comincia, come molte storie della fisica moderna, da Albert Einstein e dalla sua Teoria della Relatività Generale, pubblicata nel 1915. Le equazioni di campo di Einstein descrivono la gravità non come una forza a distanza nel senso newtoniano, ma come la curvatura dello spaziotempo prodotta dalla presenza di massa ed energia. Già nel 1916, poche settimane dopo la pubblicazione della teoria, il fisico tedesco Karl Schwarzschild, mentre si trovava al fronte durante la Prima Guerra Mondiale, trovò la prima soluzione esatta delle equazioni di Einstein per un corpo sferico non rotante, identificando quella che sarebbe poi stata chiamata la sfera di Schwarzschild, ovvero il raggio al di sotto del quale la velocità di fuga supera quella della luce. Schwarzschild morì pochi mesi dopo, nel maggio del 1916, senza poter assistere alle implicazioni fisiche della propria soluzione. Il termine “buco nero” fu coniato soltanto nel 1967 dal fisico americano John Archibald Wheeler, in una conferenza a Washington, sostituendo le denominazioni precedenti di “frozen star” o “collapsed star” con un’espressione che catturava immediatamente l’immaginazione e che si sarebbe imposta definitivamente nel vocabolario scientifico e popolare.
Per gran parte del Novecento, i buchi neri rimasero oggetti puramente teorici, predetti dalle equazioni ma inaccessibili all’osservazione diretta. L’evidenza della loro esistenza si accumulò indirettamente: attraverso l’osservazione delle stelle che orbitano attorno a centri galattici in modo incompatibile con la presenza di sola materia visibile; attraverso i quasar, fonti di energia enorme associate a buchi neri supermassicci in galassie distanti; e attraverso le onde gravitazionali, rilevate per la prima volta il 14 settembre 2015 dai rivelatori LIGO come segnatura della fusione di due buchi neri, un risultato che valsero il Premio Nobel per la Fisica 2017 a Rainer Weiss, Barry Barish e Kip Thorne. Nello stesso anno, il fisico matematico britannico Roger Penrose, che aveva dimostrato con i suoi teoremi degli anni Sessanta l’inevitabilità della formazione dei buchi neri come conseguenza della relatività generale, avrebbe ricevuto il Nobel per la Fisica nel 2020, condiviso con Reinhard Genzel e Andrea Ghez per la scoperta dell’oggetto compatto supermassiccio al centro della Via Lattea. Era dunque chiaro, all’inizio del XXI secolo, che i buchi neri esistevano; ciò che mancava era un’immagine diretta.
La sfida dell’imaging diretto di un buco nero era ben nota agli astronomi da decenni. Il problema è di natura fondamentalmente angolare: i buchi neri, per quanto massicci, occupano regioni di spazio estremamente compatte, e a qualsiasi distanza osservabile dalla Terra il loro diametro angolare è infinitesimale rispetto alla risoluzione delle migliori ottiche disponibili. Il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, Sagittarius A*, dista circa 26.000 anni luce e ha una massa di circa 4 milioni di masse solari: la sua ombra ha un diametro angolare stimato di circa 50 microarcsecondo. Per fare un paragone, un microarcsecondo è l’angolo corrispondente a un oggetto delle dimensioni di un pallone da tennis osservato dalla Luna. M87*, pur essendo duemila volte più lontano di Sgr A*, ha una massa di 6,5 miliardi di masse solari, e la sua ombra ha un diametro angolare paragonabile: circa 42 microarcsecondo. Per risolvere un angolo così piccolo, sarebbe necessario un telescopio ottico con un diametro di oltre 13.000 chilometri, ovvero più grande della Terra. La soluzione, come hanno dimostrato i fondatori dell’EHT, non stava nell’ottica ma nella radioastronomia e nell’interferometria a lunga base, come documentato in dettaglio nel sito istituzionale dell’European Southern Observatory, uno dei principali partner della collaborazione EHT.
Il Very Long Baseline Interferometry (VLBI) è una tecnica radioastronomica sviluppata a partire dagli anni Sessanta del Novecento, che consiste nel combinare i segnali ricevuti da antenne radiotelescopi geograficamente distanti come se provenissero da un unico telescopio le cui dimensioni equivalgono alla distanza massima tra i ricevitori. La risoluzione angolare ottenibile con il VLBI cresce al diminuire della lunghezza d’onda osservata e al crescere della baseline, ovvero della distanza tra i telescopi. Applicare il VLBI a lunghezze d’onda millimetriche con una baseline intercontinentale, come ha fatto l’EHT osservando a 1,3 millimetri con telescopi distribuiti dai poli all’equatore, produce una risoluzione teorica dell’ordine dei 20 microarcsecondo, sufficiente a distinguere l’ombra di M87*. Il progetto EHT, che aveva come predecessori esperimenti VLBI millimetrici degli anni Novanta e Duemila, fu formalizzato come collaborazione internazionale nel 2009 sotto la guida di Sheperd S. Doeleman, del Center for Astrophysics di Harvard & Smithsonian. La prima campagna osservativa completa a livello globale si svolse nell’aprile del 2017.
Il team e la mission scientifica
L’Event Horizon Telescope Collaboration è una delle più straordinarie imprese scientifiche collettive del XXI secolo: non è un singolo istituto nè un singolo paese, ma una rete di tredici istituzioni partner distribuite su quattro continenti, che coordina l’attività di oltre duecento ricercatori provenienti da Africa, Asia, Europa, Nord e Sud America. Il direttore del progetto è Sheperd S. Doeleman (Brockton, Massachusetts, 1967), astrofisico del Center for Astrophysics di Harvard & Smithsonian, che ha dedicato oltre vent’anni della propria carriera alla costruzione dell’infrastruttura scientifica e organizzativa necessaria a rendere possibile questa osservazione. Doeleman ha guidato i precedenti esperimenti VLBI millimetrici che hanno costituito le prove di concetto dell’EHT, incluso il rilevamento nel 2008 di una struttura compatta a Sgr A* con una baseline Hawaii-Arizona, e ha portato avanti la visione del telescopio della dimensione della Terra attraverso decenni di campagne di raccolta fondi, negoziazioni diplomatiche e coordinamento tecnico internazionale.
La figura che ha acquisito la maggiore visibilità pubblica nella vicenda della prima immagine del buco nero è quella di Katherine Louise (“Katie”) Bouman, informatica nata il 9 maggio 1989 a West Lafayette, Indiana, figlia del professore di ingegneria elettrica Charles Bouman della Purdue University. Bouman si è laureata in ingegneria elettrica al Massachusetts Institute of Technology, dove ha sviluppato nel 2016, durante il suo dottorato, l’algoritmo CHIRP (Continuous High-resolution Image Reconstruction using Patch priors), un metodo bayesiano per la ricostruzione di immagini da dati di interferometria radio a lunga base che permette di correggere le distorsioni introdotte dall’atmosfera terrestre moltiplicando i segnali di tre telescopi anzichè due, cancellando algebricamente i ritardi atmosferici. CHIRP fu presentato pubblicamente da Bouman alla conferenza IEEE Computer Vision and Pattern Recognition nel giugno del 2016 e diventò uno degli strumenti di verifica e validazione dell’immagine finale di M87*. è fondamentale precisare, per evitare una distorsione che la copertura mediatica ha talvolta prodotto, che CHIRP non è l’algoritmo che ha prodotto l’immagine canonica: quest’ultima fu realizzata con l’algoritmo CLEAN, uno strumento deconvolutivo standard nella radioastronomia, sviluppato da Jan Hogbom nel 1974. CHIRP e altri algoritmi furono usati in parallelo per validare il risultato, confrontando le immagini prodotte da metodi diversi per escludere artefatti e bias sistematici.
La fotografia di Bouman nell’istante in cui l’immagine del buco nero apparve per la prima volta sui monitor del suo ufficio, scattata da un collega e pubblicata il giorno dell’annuncio, diventò immediatamente virale, accumulando milioni di condivisioni sui social media e trasformando la scienziata in uno dei volti più riconoscibili della fisica contemporanea. La reazione immediata alla sua improvvisa celebrità rivelò le tensioni sottostanti alla cultura della scienza e della comunicazione scientifica: una parte del dibattito pubblico, alimentato in parte da ambienti ostili alla rappresentazione femminile nella scienza, si concentrò sull’algoritmo di Andrew Chael, astrofisico di Harvard che aveva effettivamente contribuito il maggior numero di righe di codice al repository GitHub della collaborazione. Chael stesso, con una mossa di grande eleganza professionale, pubblicò su Twitter una difesa esplicita di Bouman e della divisione collettiva del lavoro nella collaborazione, sottolineando che la fotografia era il prodotto di oltre 200 ricercatori e che nessuna singola persona ne poteva rivendicare la paternità esclusiva. Bouman stessa, nel proprio post su Facebook il giorno dell’annuncio, aveva scritto: “Nessun algoritmo o persona ha fatto questa immagine.” La vicenda Bouman-Chael è diventata un caso di studio sui meccanismi di attribuzione del merito scientifico nelle grandi collaborazioni internazionali, analizzato in numerosi articoli accademici sulla sociologia della scienza, tra cui quelli accessibili attraverso il database MIT News.
Gli otto osservatori che parteciparono alla campagna osservativa dell’aprile 2017 erano: ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) e APEX nel deserto di Atacama in Cile, il IRAM 30-meter telescope nella Sierra Nevada spagnola, il James Clerk Maxwell Telescope e il Submillimeter Array a Mauna Kea nelle Hawaii, il Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano sul vulcano Sierra Negra in Messico, il Submillimeter Telescope in Arizona, e il South Pole Telescope all’Amundsen-Scott South Pole Station in Antartide. La distribuzione geografica di questi osservatori, che va letteralmente da polo a polo, è la chiave della risoluzione angolare ottenuta: più lunga è la baseline, più fine è il potere risolutivo del telescopio virtuale. Ogni osservatorio raccoglieva circa 350 terabyte di dati al giorno, immagazzinati su hard disk elicoidali ad alta capacità. La sincronizzazione temporale tra gli osservatori era garantita da maser all’idrogeno, orologi atomici di precisione capaci di misurare il tempo con un errore inferiore a un secondo per ogni centomila anni: senza questa sincronizzazione assoluta, sarebbe stato impossibile correlare i segnali ricevuti in luoghi così distanti.
La genesi dell’immagine
La campagna di osservazione dell’EHT si svolse dal 4 al 14 aprile 2017, in una finestra temporale scelta per massimizzare la visibilità simultanea di M87* da tutti gli osservatori partecipanti. Le condizioni meteorologiche erano critiche: nuvole o umidità eccessiva su uno qualsiasi degli osservatori avrebbe compromesso i dati di quella stazione, riducendo la copertura del piano di campionamento delle frequenze spaziali (il cosiddetto piano uv) che determina la qualità dell’immagine ricostruita. La campagna produsse dati utilizzabili su quattro notti di osservazione: le restanti notti furono parzialmente o totalmente compromesse dal meteo. I dati raccolti in queste quattro notti, una volta correlati tra loro, avrebbero prodotto l’immagine finale.
La natura stessa del processo di raccolta dati è fondamentalmente diversa da qualsiasi altra fotografia descritta in questo sito. Non c’è un otturatore, non c’è un’esposizione, non c’è un singolo momento di cattura dell’immagine. Ogni radiotelescopio raccoglie, per ore consecutive, la variazione del segnale radio proveniente dalla direzione di M87*. La rotazione terrestre cambia nel corso della notte la geometria delle baseline tra gli osservatori, producendo un campionamento progressivo di diverse scale spaziali della sorgente. L’insieme di questi dati, correlati con precisione temporale assoluta grazie ai maser, viene poi processato dal correlatore del Max-Planck-Institut fur Radioastronomie a Bonn e dal MIT Haystack Observatory a Westford, Massachusetts, che ricevettero fisicamente mezzo tonnellata di hard disk spediti in aereo dagli osservatori sparsi per il mondo, perchè la quantità di dati (oltre quattro petabyte totali) era troppo grande per essere trasmessa via rete in tempi accettabili. I dati del South Pole Telescope, in particolare, furono disponibili soltanto diversi mesi dopo la campagna di osservazione, quando la stagione antartica permettesse i voli di rientro.
Il processo di ricostruzione dell’immagine dai dati correlati è il cuore scientifico e tecnico dell’intera impresa. Il problema è formalmente quello dell’inversione di Fourier: i dati interferometrici forniscono un campionamento sparso e rumoroso della trasformata di Fourier dell’immagine del cielo, e la ricostruzione dell’immagine spaziale richiede la stima delle componenti non campionate. Per garantire che l’immagine finale non fosse un artefatto degli algoritmi di ricostruzione, la collaborazione adottò una procedura di validazione in due fasi che è diventata il modello per la verifica delle immagini radioastronomiche di alta risoluzione. Nella prima fase, quattro team indipendenti, ciascuno all’oscuro del lavoro degli altri (“blind analysis“), ricostruirono l’immagine di M87* dai dati grezzi usando sia l’algoritmo CLEAN sia metodi più recenti di massima verosimiglianza regolarizzata. Nella seconda fase, i team confrontarono i propri risultati e produssero immagini sintetiche da un ampio catalogo di parametri di ricostruzione, per valutare la stabilità delle caratteristiche osservate rispetto alle scelte metodologiche. Il risultato: su tutti i test, il diametro e l’asimmetria dell’anello rimanevano stabili, indipendentemente dalla tecnica usata.
La fotografia di Bouman, scattata dal collega Jason Dexter nel momento in cui lei vide per la prima volta l’immagine ricostruita apparire sul monitor, mostra una giovane ricercatrice che porta entrambe le mani al viso in un gesto di stupore e gioia trattenuta. Quella fotografia, pubblicata il giorno dell’annuncio, è diventata essa stessa una delle immagini iconiche della scienza contemporanea: non perchè documenti l’immagine del buco nero, ma perchè documenta il momento umano della scoperta, il volto di qualcuno che vede per la prima volta qualcosa che nessun essere umano aveva mai visto prima. è una fotografia che appartiene alla stessa tradizione delle fotografie di laboratorio che documentano le grandi scoperte scientifiche, dalla prima lastra di Rontgen del 1895 alla prima rilevazione delle onde gravitazionali. L’immagine originale di M87*, nel formato scientifico ad alta risoluzione, è disponibile attraverso il portale della NASA Science, insieme alle specifiche tecniche complete.
Analisi visiva e tecnica dell’immagine
L’immagine di M87* è composta da tre elementi visivi principali che si sovrappongono e si definiscono reciprocamente in un equilibrio formale di straordinaria semplicità: l’anello di emissione, la zona oscura centrale e l’asimmetria di luminosità tra la parte inferiore e superiore dell’anello. L’anello di emissione, che appare in una tavolozza di colori che va dall’arancione al rosso al giallo, rappresenta il gas surriscaldato in accrescimento attorno al buco nero, la cosiddetta disco di accrescimento, la cui temperatura può raggiungere decine di miliardi di gradi Kelvin. I colori dell’immagine non sono quelli reali della radiazione osservata, che si trova a 230 gigahertz (1,3 millimetri di lunghezza d’onda), ben al di fuori dello spettro visibile: sono una codifica cromatica convenzionale della densità del flusso radio, dalla scala di luminosità lineare che va dal nero (flusso zero) al bianco (flusso massimo), con una tavolozza di falsi colori scelta per massimizzare la leggibilità visiva delle strutture.
La zona oscura centrale, che ha un diametro angolare di circa 42 microarcsecondo, è l’elemento più significativo scientificamente e visivamente più pregnante dell’intera immagine. Questa “ombra” non corrisponde esattamente all’orizzonte degli eventi, la superficie matematica al di là della quale nemmeno la luce può sfuggire: è circa 2,6 volte più grande del raggio di Schwarzschild, perchè include anche la regione in cui la gravità del buco nero curva le traiettorie della luce proveniente dall’accrescimento circostante in modo che non raggiunga l’osservatore. La zona oscura è meglio descritta come l’ombra fotonica o “photon sphere”: la regione in cui la curvatura dello spaziotempo è così estrema da chiudere le traiettorie della luce in orbite circolari instabili. Qualsiasi fotone che si avvicini a questa sfera è catturato o deviato, producendo un’assenza di emissione percepibile dall’osservatore remoto.
L’asimmetria di luminosità tra la parte inferiore dell’anello, più brillante, e quella superiore, più tenue, non è un artefatto: è la prova osservativa dell’effetto Doppler relativistico prodotto dalla rotazione del disco di accrescimento. Il gas che si avvicina all’osservatore (nella parte inferiore dell’immagine, data l’orientazione di M87 rispetto alla Terra) è beamato nella nostra direzione dalla relatività del moto, apparendo più luminoso; il gas che si allontana appare più tenue. La misura del rapporto di luminosità tra i due emiarchi ha permesso ai ricercatori di vincolare la direzione di rotazione del disco di accrescimento e di stimare la velocità del gas, producendo test quantitativi della relatività generale in un regime di gravità estrema che nessun esperimento di laboratorio o osservazione astronomica precedente aveva mai potuto effettuare. Come sottolinea il comunicato stampa dell’ESO (European Southern Observatory), il confronto tra l’immagine osservata e le previsioni dei modelli numerici basati sulla relatività generale mostrò una concordanza superiore alle aspettative dei ricercatori stessi.
Una caratteristica tecnica dell’immagine che viene spesso trascurata nella divulgazione è la sua risoluzione angolare effettiva rispetto ai dettagli mostrati. La risoluzione teorica dell’EHT alla lunghezza d’onda di osservazione e con la baseline massima disponibile è di circa 20 microarcsecondo, ma l’immagine finale di M87* ha una risoluzione effettiva di circa 20-30 microarcsecondo a causa della copertura incompleta del piano uv e dell’algoritmo di ricostruzione utilizzato. Questo significa che i dettagli dell’anello di emissione visibili nell’immagine non sono completamente risolti: la struttura interna del disco di accrescimento, le variazioni di flusso su scale angolari inferiori a questa risoluzione, e la morfologia esatta dell’ombra vicino all’orizzonte degli eventi rimangono al di là delle capacità attuali dell’EHT. Le immagini successive del buco nero di M87*, prodotte con campagne osservative estese e con l’aggiunta di nuovi osservatori, hanno progressivamente migliorato sia la risoluzione sia la copertura del piano uv, come documentato nei lavori successivi al 2019 accessibili sull’archivio ArXiv della collaboration EHT.
Autenticità, controversie e dibattito critico
Il dibattito critico sull’immagine di M87* si svolge su piani radicalmente diversi rispetto a quelli che caratterizzano il dibattito sulle fotografie convenzionali. Non è in discussione la realtà fisica dell’oggetto ritratto, nè vi sono teorie del complotto di qualche consistenza che mettano in dubbio l’autenticità del risultato: la verifica indipendente attraverso quattro team di imaging, la coerenza con le previsioni della relatività generale, la pubblicazione in sei articoli peer-reviewed sull’Astrophysical Journal Letters, e la replicabilità del risultato con campagne osservative successive rendono l’autenticità dell’immagine non controversa nella comunità scientifica. Il dibattito critico legittimo si concentra invece su tre aspetti distinti: la natura epistemologica dell’immagine come rappresentazione, la questione dell’attribuzione del merito scientifico, e il rapporto tra la fotografia e la storia della fisica teorica dei buchi neri.
Il primo aspetto, quello epistemologico, è forse il più interessante per una trattazione che si colloca nella storia della fotografia. L’immagine di M87* è radicalmente costruita nel senso che ogni fotografia è costruita, ma in una misura che non ha precedenti nella storia dell’immagine fotografica. Non è una registrazione passiva di radiazione: è il prodotto di algoritmi che stimano i valori mancanti nel campionamento del piano uv, che suppongono che l’immagine del cielo abbia certe proprietà di regolarità e di sparsità (i “patch priors” dell’algoritmo CHIRP), e che scelgono tra soluzioni matematicamente equivalenti ai dati osservati sulla base di criteri di plausibilità fisica. Questo non significa che l’immagine sia meno reale o meno valida: significa che la distinzione tra “misurazione” e “ricostruzione” è molto meno netta nell’imaging computazionale di quanto non sia nella fotografia tradizionale. La filologa e teorica dei media Joanna Zylinska, nel suo lavoro sull’“AI Art” (Goldsmiths Press, 2020), ha incluso l’immagine di M87* in una riflessione più ampia sul ruolo delle macchine come agenti fotografici, una prospettiva che trova sviluppi nella letteratura raccolta dalla Science Photo Library, che distribuisce l’immagine correttamente attribuita all’EHT Collaboration.
Il secondo aspetto del dibattito, quello dell’attribuzione scientifica, è stato già in parte discusso nella sezione dedicata al team. Va aggiunto che la vicenda Bouman ha sollecitato riflessioni più generali sui meccanismi con cui la comunicazione mediatica delle grandi scoperte scientifiche seleziona e amplifica singoli individui a scapito della dimensione collettiva del lavoro scientifico. L’EHT Collaboration aveva scelto di presentare la propria scoperta come il risultato di una collaborazione internazionale di oltre duecento persone; i meccanismi della comunicazione digitale e dei social media hanno invece prodotto quasi immediatamente una narrativa con un protagonista singolo e riconoscibile. Questo meccanismo non è specifico alla fotografia del buco nero: è una costante della comunicazione scientifica di massa, che tende a personalizzare risultati collettivi in figure individuali per ragioni di accessibilità narrativa. La riflessione su questo fenomeno è parte di un dibattito più ampio sulla public understanding of science, documentato nelle riviste accademiche di comunicazione scientifica accessibili attraverso la National Geographic Science, che ha dedicato alla storia dell’EHT alcuni dei propri approfondimenti più letti degli ultimi anni.
Il terzo aspetto riguarda il rapporto tra l’immagine osservativa e la storia della teoria fisica dei buchi neri. L’immagine di M87* è spesso presentata come la “prova” dell’esistenza dei buchi neri, ma questo framing è parzialmente inesatto: l’esistenza dei buchi neri era già considerata virtualmente certa dalla comunità astrofisica prima del 2019, sulla base di un corpus di evidenze indirette di qualità straordinaria. Ciò che l’immagine ha fornito è qualcosa di diverso e per certi versi più prezioso: la possibilità di misurare direttamente le proprietà metriche dell’ombra fotonica e di confrontarle quantitativamente con le previsioni della relatività generale in un regime di curvatura che non era mai stato testato osservativamente prima. Il valore scientifico dell’immagine è quindi più sottile e più profondo di quanto la narrativa mediatica della “prima foto del buco nero” suggerirebbe: è un test quantitativo della teoria gravitazionale più fondamentale della fisica moderna, in condizioni estreme che nessun esperimento di laboratorio potrà mai replicare.
Impatto culturale e scientifico
L’impatto immediato della pubblicazione dell’immagine di M87* il 10 aprile 2019 fu di dimensioni globali e praticamente istantanee. I sei articoli sull’Astrophysical Journal Letters furono scaricati milioni di volte nelle prime ore dalla loro pubblicazione in open access; la fotografia fu riprodotta in prima pagina dai principali giornali di tutto il mondo; e il tweet dell’EHT Collaboration che annunciava la scoperta diventò in poche ore uno dei tweet scientifici più condivisi della storia di Twitter. Il confronto che molti giornalisti e commentatori tracciarono spontaneamente fu con la prima fotografia della Terra dallo spazio, in particolare con il “Pale Blue Dot” scattato dalla sonda Voyager 1 nel 1990 su suggerimento di Carl Sagan: entrambe le immagini comunicano qualcosa sull’infinita piccolezza della prospettiva umana rispetto all’universo, ma lo fanno da direzioni opposte. Il Pale Blue Dot mostra quanto siamo piccoli guardando fuori dal sistema solare; l’immagine di M87* mostra quanto siamo piccoli guardando verso qualcosa che ha la massa di sei miliardi di soli.
Sul piano strettamente scientifico, la prima immagine di M87* ha aperto una nuova era nell’astrofisica delle alte energie e nella fisica dei buchi neri. I dati raccolti durante la campagna del 2017 sono stati analizzati sotto molteplici angolazioni nei cinque anni successivi, producendo risultati sulla polarizzazione del campo magnetico attorno al buco nero, sulla struttura del jet relativistico che M87* lancia perpendicolarmente al piano galattico per oltre 3.000 anni luce, e sulla variabilità temporale del flusso di accrescimento. Nel maggio del 2022, la stessa collaborazione EHT pubblicò la prima immagine diretta del buco nero al centro della nostra galassia, Sagittarius A*, un risultato tecnicamente più difficile a causa della maggiore variabilità del flusso di accrescimento di Sgr A* rispetto a M87*. Come documentato nell’archivio del Chandra X-ray Observatory, le osservazioni in raggi X di Chandra condotte simultaneamente alla campagna EHT del 2017 hanno fornito dati complementari sulla struttura del jet e sull’ambiente del buco nero che hanno contribuito all’interpretazione fisica dell’immagine radio.
La dimensione culturale dell’impatto dell’immagine di M87* è visibile in campi che vanno ben al di là dell’astrofisica. Il design dell’immagine, con la sua palette di arancio e nero e la sua struttura ad anello luminoso su sfondo oscuro, è diventato immediatamente uno degli elementi visivi più replicati nella grafica scientifica, nell’arte digitale e nella comunicazione culturale degli ultimi anni. Mostre d’arte che utilizzano l’immagine come punto di partenza per riflessioni sulla percezione, sulla scala e sul limite del conoscibile sono state allestite in istituzioni come il Centre Pompidou di Parigi e la Serpentine Gallery di Londra. L’immagine è entrata nella collezione permanente dei principali musei di storia della scienza, incluso il Science Museum di Londra e lo Smithsonian Institution di Washington, che la espone come uno degli oggetti culturali fondativi del XXI secolo. La National Geographic ha incluso l’immagine nella propria lista delle fotografie più importanti del primo quarto del XXI secolo.
C’è infine una dimensione dell’impatto che appartiene più alla filosofia che alla storia della scienza o alla storia dell’arte: l’immagine di M87* ha modificato il rapporto dell’umanità con il concetto stesso di limite dell’osservabile. Per secoli, la frontiera del conoscibile è stata definita da ciò che gli strumenti disponibili permettevano di vedere; ogni generazione ha spinto quella frontiera un poco più in là. Ma il buco nero era per definizione un luogo da cui nulla può uscire, nemmeno l’informazione: sembrava il limite epistemologico assoluto, la cosa per eccellenza che non si può vedere. L’immagine di M87* non ha attraversato quell’orizzonte, perchè nulla può attraversarlo; ha invece rivelato la forma dell’assenza, l’impronta che il buco nero lascia sulla luce che gli orbita attorno. è un tipo di vedere che non aveva precedenti: non vedere la cosa, ma vedere la curvatura che la cosa imprime nel mondo. Che un simile atto visivo sia possibile, e che abbia prodotto un’immagine insieme scientificamente rigorosa e esteticamente commovente, è forse la cosa più straordinaria di tutta la storia che questa fotografia racconta.
Fonti
- Event Horizon Telescope Collaboration – Comunicato stampa ufficiale 10 aprile 2019
- European Southern Observatory (ESO) – First image of a black hole, comunicato ufficiale
- NASA Science – First Image of a Black Hole
- MIT News – Astronomers capture first image of a black hole
- National Geographic – First-ever picture of a black hole unveiled
- ArXiv – First M87 EHT Results I: The Shadow of the Supermassive Black Hole
- Chandra X-ray Observatory – M87 Black Hole Multiwavelength Data (aprile 2019)
- Hasselblad in Space – Storia della collaborazione con la NASA (riferimento tecnico strumentale)
Sono Manuela, autrice e amministratrice del sito web www.storiadellafotografia.com. La mia passione per la fotografia è nata molti anni fa, e da allora ho dedicato la mia vita professionale a esplorare e condividere la sua storia affascinante.
Con una solida formazione accademica in storia dell’arte, ho sviluppato una profonda comprensione delle intersezioni tra fotografia, cultura e società. Credo fermamente che la fotografia non sia solo una forma d’arte, ma anche un potente strumento di comunicazione e un prezioso archivio della nostra memoria collettiva.
La mia esperienza si estende oltre la scrittura; curo mostre fotografiche e pubblico articoli su riviste specializzate. Ho un occhio attento ai dettagli e cerco sempre di contestualizzare le opere fotografiche all’interno delle correnti storiche e sociali.
Attraverso il mio sito, offro una panoramica completa delle tappe fondamentali della fotografia, dai primi esperimenti ottocenteschi alle tecnologie digitali contemporanee. La mia missione è educare e ispirare, sottolineando l’importanza della fotografia come linguaggio universale.
Sono anche una sostenitrice della conservazione della memoria visiva. Ritengo che le immagini abbiano il potere di raccontare storie e preservare momenti significativi. Con un approccio critico e riflessivo, invito i miei lettori a considerare il valore estetico e l’impatto culturale delle fotografie.
Oltre al mio lavoro online, sono autrice di libri dedicati alla fotografia. La mia dedizione a questo campo continua a ispirare coloro che si avvicinano a questa forma d’arte. Il mio obiettivo è presentare la fotografia in modo chiaro e professionale, dimostrando la mia passione e competenza. Cerco di mantenere un equilibrio tra un tono formale e un registro comunicativo accessibile, per coinvolgere un pubblico ampio.
