Mentre i finanziamenti pubblici alla ricerca scientifica diminuiscono, una nuova idea affascinante arriva dagli astrofisici della Johns Hopkins University: e se i buchi neri supermassicci potessero fare il lavoro dei giganteschi acceleratori di particelle sulla Terra?
Lo studio, pubblicato il 3 giugno su Physical Review Letters, suggerisce che questi mostri cosmici (che ruotano su se stessi e divorano materia con una forza gravitazionale estrema) potrebbero generare particelle mai viste prima, forse persino quelle della materia oscura, ancora oggi uno dei più grandi misteri dell’universo.
Cos’è la materia oscura in breve
La materia oscura è un tipo di materia invisibile che non emette luce, non assorbe radiazioni e non interagisce con l’elettromagnetismo come fanno gli oggetti “normali”; eppure, esiste, perché possiamo osservarne gli effetti: ad esempio, tiene insieme le galassie impedendo loro di “smembrarsi” per via della velocità di rotazione. Secondo le stime, circa l’85% della materia dell’universo è fatta di materia oscura.
Il problema? Nessuno ha mai visto direttamente nemmeno una singola particella che la componga.
Come funziona il Large Hadron Collider (in soldoni)
Il LHC è il più grande acceleratore di particelle mai costruito: un enorme anello sotterraneo di 27 km vicino a Ginevra, dove si fanno scontrare protoni a velocità vicinissime a quella della luce. L’obiettivo è semplice quanto ambizioso: ricreare le condizioni che esistevano subito dopo il Big Bang, per capire da cosa è fatto l’universo.
È proprio grazie all’LHC che nel 2012 è stata confermata l’esistenza del bosone di Higgs, ma la materia oscura rimane ancora fuori portata.
Cos’è l’IceCube Neutrino Observatory
L’IceCube è un osservatorio sotterraneo, ma si trova… nel ghiaccio dell’Antartide. È composto da migliaia di sensori incastonati sotto il Polo Sud, progettati per rilevare neutrini, particelle quasi prive di massa che attraversano tutto, perfino i pianeti, senza mai fermarsi. IceCube ha il compito di catturare quei rarissimi momenti in cui un neutrino interagisce con il ghiaccio.
È proprio in questo modo che, nel 2024, è stato registrato il neutrino più energetico mai osservato, forse proveniente da un buco nero supermassiccio.
Acceleratori naturali nello spazio
Gli acceleratori di particelle come il Large Hadron Collider (LHC) in Europa hanno rivoluzionato la fisica moderna. Collidendo protoni a velocità vicine a quella della luce, permettono agli scienziati di osservare le particelle più fondamentali dell’universo, ma questi impianti sono costosi (parliamo di miliardi di dollari) e richiedono decenni per essere costruiti.
E se la natura avesse già creato qualcosa di simile?
Secondo i ricercatori, i buchi neri supermassicci che ruotano velocemente possono sprigionare getti di plasma e generare collisioni di particelle ad altissima energia, in modo simile a quanto fanno i supercollider costruiti dall’uomo. Alcune particelle prodotte in queste collisioni finiscono inghiottite dal buco nero, ma altre vengono espulse nello spazio con una potenza inimmaginabile — forse sufficiente a essere rilevate qui sulla Terra.
Segnali dallo spazio profondo
Joseph Silk, astrofisico di fama internazionale e co-autore dello studio, spiega che se queste particelle ad alta energia arrivano fino a noi, potremmo rilevarle con osservatori già esistenti, come il telescopio IceCube in Antartide o il nuovo KM3NeT nel Mar Mediterraneo. Proprio quest’ultimo ha recentemente rilevato il neutrino più energetico mai registrato.
“La differenza è che i supercollider li costruiamo, i buchi neri invece sono là fuori, nel cosmo“, spiega Silk. “Ma se riusciamo a captare i segnali delle loro collisioni naturali, possiamo ottenere informazioni simili o persino superiori, senza spendere 30 miliardi né aspettare 40 anni“.
Un’ipotesi affascinante, ma ancora tutta da verificare
Ovviamente, si tratta di un’ipotesi di frontiera. Rilevare e interpretare queste particelle richiede strumenti sofisticati e molta cautela. Ma l’idea che l’universo stesso nasconda supercollider naturali all’interno dei suoi oggetti più misteriosi (i buchi neri) apre una nuova prospettiva sulla fisica del futuro.
E se davvero queste collisioni cosmiche potessero rivelarci i segreti della materia oscura, potremmo assistere a una rivoluzione scientifica… in diretta dallo spazio.
