Nel 2019, la collaborazione Event Horizon Telescope (EHT) ha prodotto la prima immagine in assoluto di un buco nero, sbalordendo il mondo.
Ora gli scienziati si stanno spingendo oltre. La collaborazione Event Horizon Telescope (ngEHT) di nuova generazione mira a creare video di alta qualità dei buchi neri.
Ma questa collaborazione di nuova generazione è rivoluzionaria anche in altri modi. È la prima grande collaborazione di fisica che riunisce le prospettive delle scienze naturali, delle scienze sociali e delle discipline umanistiche.
Per un telescopio virtuale che copre il pianeta, più grande è un telescopio, migliore è la capacità di vedere cose che sembrano minuscole lontano. Per produrre immagini di buchi neri, abbiamo bisogno di un telescopio grande quasi quanto la Terra stessa. Ecco perché l’EHT utilizza molti telescopi e array di telescopi sparsi in tutto il mondo per formare un unico telescopio virtuale delle dimensioni della Terra. Questa è nota come interferometria a base molto lunga.
L’astrofisico di Harvard Shep Doeleman, il direttore fondatore dell’EHT, ha paragonato questo tipo di astronomia all’utilizzo di uno specchio rotto. Immagina di frantumare uno specchio e di sparpagliare i pezzi per il mondo. Quindi registri la luce catturata da ciascuno di questi pezzi tenendo traccia dei tempi e raccogli quei dati in un supercomputer per ricostruire virtualmente un rilevatore delle dimensioni della Terra.
La prima immagine in assoluto del 2019 di un nero buco è stato fatto prendendo in prestito telescopi esistenti in sei siti. Ora vengono costruiti nuovi telescopi in nuovi siti per colmare meglio le lacune dello specchio rotto. La collaborazione è attualmente in fase di selezione di luoghi ottimali in tutto il mondo, per aumentare il numero di siti a circa 20.
Questo ambizioso sforzo ha bisogno di oltre 300 esperti organizzati in tre gruppi di lavoro tecnici e otto gruppi di lavoro scientifici. Il gruppo di lavoro di storia, filosofia e cultura ha appena pubblicato un rapporto fondamentale che illustra come gli studiosi di scienze umanistiche e sociali possono lavorare con astrofisici e ingegneri sin dalle prime fasi di un progetto.
Il rapporto ha quattro aree di interesse: collaborazione formazione della conoscenza, fondamenti filosofici, algoritmi e visualizzazione e ubicazione responsabile del telescopio.
Come possiamo collaborare tutti? Se hai mai provato a scrivere un articolo (o qualsiasi altra cosa!) Con qualcun altro, sai quanto può essere difficile. Ora immagina di provare a scrivere un articolo scientifico con oltre 300 persone.
Ci si dovrebbe aspettare che ogni autore creda e sia disposto a difendere ogni parte dell’articolo e le sue conclusioni? Come dovremmo tutti determinare cosa sarà incluso? Se tutti devono essere d’accordo con ciò che è incluso, ciò comporterà solo la pubblicazione di risultati prudenti e annacquati? E come consenti la creatività individuale e la scienza che spinge i confini (specialmente quando stai tentando di essere il primo a catturare qualcosa)? Per risolvere tali questioni, è importante bilanciare gli approcci collaborativi e strutturare il coinvolgimento di tutti in un modo che promuova il consenso, ma consenta anche alle persone di esprimere il dissenso. La diversità di credenze e pratiche tra i membri della collaborazione può essere vantaggiosa per la scienza.
Come visualizziamo i dati? Le scelte estetiche relative alle immagini e ai video finali del buco nero avvengono in un contesto più ampio di cultura visiva.
In realtà, le fiamme blu sono più calde delle fiamme che appaiono arancioni o gialle. Ma nell’immagine in falsi colori di Sagittarius A*-il buco nero al centro della Via Lattea-è stata scelta la tavolozza dei colori delle tonalità rosso-arancio poiché si credeva che l’arancione avrebbe comunicato a un pubblico più ampio quanto fosse caldo il materiale luminoso attorno al buco nero c’è.
Questo approccio si collega alle pratiche storiche delle immagini scientifiche assistite dalla tecnologia, come quelle di Galileo, Robert Hooke e Johannes Hevelius. Questi scienziati hanno combinato le loro prime immagini telescopiche e microscopiche con tecniche artistiche in modo che fossero leggibili da un pubblico non specializzato (in particolare da coloro che non avevano accesso agli strumenti pertinenti).
In che modo la filosofia può aiutare i video del nero i buchi sarebbero di notevole interesse per i fisici teorici. Tuttavia, esiste un ponte tra la teoria matematica formale e il mondo disordinato degli esperimenti in cui i presupposti idealizzati spesso non reggono.
I filosofi possono aiutare a colmare questa lacuna con considerazioni sul rischio epistemico, come il rischio di perdere la verità o commettere un errore. La filosofia aiuta anche a indagare le supposizioni sottostanti che i fisici potrebbero avere su un fenomeno.
Ad esempio, un approccio per descrivere i buchi neri è chiamato”teorema dell’assenza di capelli”. È l’idea che un buco nero isolato possa essere semplificato fino a poche proprietà, e non c’è niente di complesso (peloso) al riguardo. Ma il teorema dell’assenza di capelli si applica ai buchi neri stabili. Si basa sul presupposto che i buchi neri alla fine si stabilizzino in uno stato stazionario.
Posizionamento responsabile del telescopio La scelta delle posizioni per i telescopi, o l’ubicazione del telescopio, è stata storicamente determinata da considerazioni tecniche ed economiche, tra cui condizioni meteorologiche, chiarezza atmosferica, accessibilità e costi. C’è stata una storica mancanza di considerazione per le comunità locali, compresi i popoli delle Prime Nazioni.
Come evidenzia la lotta a Mauna Kea alle Hawaii, le collaborazioni scientifiche sono obbligate ad affrontare considerazioni etiche, sociali e ambientali durante la localizzazione.
Il ngEHT mira a promuovere pratiche di localizzazione responsabili. Riunisce esperti di filosofia, storia, sociologia, difesa della comunità, scienza e ingegneria per contribuire al processo decisionale in modi che includono fattori culturali, sociali e ambientali nella scelta di una nuova posizione per il telescopio.
Nel complesso, questa collaborazione è un esempio entusiasmante di come piani ambiziosi richiedano approcci innovativi e di come le scienze si stiano evolvendo nel 21° secolo.
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