Come capire l'immagine del buco nero

Abbiamo appena visto la prima immagine di un buco nero, quello supermassiccio nella galassia M87, con una massa pari a 6,5 miliardi di volte quella del nostro Sole. Ma cosa ci sta davvero mostrando quella foto?

Un articolo affascinante sull’argomento è stato scritto da J.P. Luminet:
*Immagine di un buco nero sferico con disco di accrescimento sottile*
Astronomy and Astrophysics, vol. 75, no. 1-2, maggio 1979, pagine 228-235

Con la mia intuizione quotidiana mi sono chiesto: riusciremmo a vedere l’ombra del buco nero anche se lo guardassimo di taglio, cioè dall’orlo del disco di accrescimento? La risposta è sì, perché il buco nero deforma lo spazio-tempo. Anche se normalmente non potremmo vedere il retro del disco, in questo caso possiamo perché la sua luce viene curvata sopra e oltre il buco nero. Allo stesso modo, riusciamo a vedere la luce provenire dal fondo del retro del disco perché viene piegata sotto il buco nero. Inoltre, ci sono immagini aggiuntive create dalla luce che compie mezzo giro attorno al buco nero, dando vita agli anelli interni.

E l’ombra del buco nero? Inizialmente pensavo non potesse essere un’immagine dell’orizzonte degli eventi, perché è molto più grande (2,6 volte). Ma se si tracciano all’indietro i raggi di luce, ci si accorge che per ogni punto nell’ombra esiste un raggio che risale proprio all’orizzonte degli eventi. Quindi, in realtà, da un’unica posizione di osservazione, vediamo contemporaneamente tutti i lati dell’orizzonte degli eventi! Anzi, infinite immagini di esso, dovute al fatto che un fotone può orbitare attorno al buco nero un numero virtualmente infinito di volte prima di…