How do you observe something you can't see? This is the basic question of somebody who's interested in finding and studying black holes. Because black holes are objects whose pull of gravity is so intense that nothing can escape it, not even light, so you can't see it directly.
Come si osserva qualcosa che non si può vedere? Questa è la domanda basilare che si pone chiunque voglia scoprire e studiare i buchi neri. Poiché i buchi neri sono oggetti la cui forza di gravità è così intensa che nulla, nemmeno la luce, può sfuggir loro, non si possono vedere a occhio nudo.
So, my story today about black holes is about one particular black hole. I'm interested in finding whether or not there is a really massive, what we like to call "supermassive" black hole at the center of our galaxy. And the reason this is interesting is that it gives us an opportunity to prove whether or not these exotic objects really exist. And second, it gives us the opportunity to understand how these supermassive black holes interact with their environment, and to understand how they affect the formation and evolution of the galaxies which they reside in.
Il mio raconto di oggi sui buchi neri è su un buco nero particolare. Vorrei scoprire se al centro della nostra galassia esista o meno un buco nero con una grande massa, quello che ci piace definire buco nero "supermassiccio". Il motivo per cui questa ricerca è interessante è che ci permette di verificare se questi oggetti strani esistano o meno. In secondo luogo questo studio ci permette di capire come questi buchi neri supermassicci interagiscano con l'ambiente e in che modo influiscano nella formazione e nell'evoluzione delle galassie nelle quali si trovano.
So, to begin with, we need to understand what a black hole is so we can understand the proof of a black hole. So, what is a black hole? Well, in many ways a black hole is an incredibly simple object, because there are only three characteristics that you can describe: the mass, the spin, and the charge. And I'm going to only talk about the mass. So, in that sense, it's a very simple object. But in another sense, it's an incredibly complicated object that we need relatively exotic physics to describe, and in some sense represents the breakdown of our physical understanding of the universe.
Tanto per cominciare, dobbiamo capire cosa sia un buco nero così da poter comprendere cosa ne prova l'esistenza. Cos'è quindi un buco nero? Beh, sotto molti aspetti, un buco nero è un oggetto incredibilmente semplice, poiché se ne possono descrivere solo tre caratteristiche: la massa, la rotazione e la carica. Parlerò solo della massa. Per questo quindi è un oggetto molto semplice. anche se è incredibilmente complicato per altre ragioni tanto da richiedere un tipo di fisica abbastanza esotica, ed in un certo senso rappresenti la sconfitta del nostro modo di comprendere la fisica dell'universo.
But today, the way I want you to understand a black hole, for the proof of a black hole, is to think of it as an object whose mass is confined to zero volume. So, despite the fact that I'm going to talk to you about an object that's supermassive, and I'm going to get to what that really means in a moment, it has no finite size. So, this is a little tricky.
Ma oggi voglio che pensiate ad un buco nero, per provarne l'esistenza, come ad un oggetto la cui massa è racchiusa in un volume di dimensione zero. Quindi, nonostante stia per parlarvi di un oggetto supermassiccio, e vi spiegherò tra un attimo che cosa questo voglia realmente dire, il buco nero non ha dimensioni finite. Lo so, è un po' fuorviante.
But fortunately there is a finite size that you can see, and that's known as the Schwarzschild radius. And that's named after the guy who recognized why it was such an important radius. This is a virtual radius, not reality; the black hole has no size. So why is it so important? It's important because it tells us that any object can become a black hole. That means you, your neighbor, your cellphone, the auditorium can become a black hole if you can figure out how to compress it down to the size of the Schwarzschild radius.
Ma fortunatamente esiste una dimensione finita osservabile nota come il raggio di Schwarzschild. Il nome deriva dal tizio che ha scoperto perché questo raggio era così importante. Si tratta di un raggio virtuale, non di una cosa reale perchè il buco nero non ha dimensioni. Perché allora è così importante? E' così importante perché ci fa capire che qualsiasi oggetto può trasformarsi in un buco nero. Vuol dire che voi, il vostro vicino, il vostro cellulare, l'auditorium possono trasformarsi in un buco nero se sarete in grado di comprimerlo fino alla dimensione del raggio di Schwarzschild.
At that point, what's going to happen? At that point gravity wins. Gravity wins over all other known forces. And the object is forced to continue to collapse to an infinitely small object. And then it's a black hole. So, if I were to compress the Earth down to the size of a sugar cube, it would become a black hole, because the size of a sugar cube is its Schwarzschild radius.
Cosa accade a quel punto? A quel punto vince la gravità. La gravità prevale su tutte le altre forze E l'oggetto continua a collassare fino a diventare un oggetto infinitamente piccolo, trasformandosi in un buco nero. Quindi, se comprimessi la Terra fino alla dimensione di una zolletta di zucchero, diventerebbe un buco nero, perchè una zolletta di zucchero è il suo raggio di Shwarzschild.
Now, the key here is to figure out what that Schwarzschild radius is. And it turns out that it's actually pretty simple to figure out. It depends only on the mass of the object. Bigger objects have bigger Schwarzschild radii. Smaller objects have smaller Schwarzschild radii. So, if I were to take the sun and compress it down to the scale of the University of Oxford, it would become a black hole.
Ebbene, la chiave di tutto sta nel capire cosa sia questo raggio di Schwarzschild. Guarda caso, è alquanto semplice capire di cosa si tratti. Dipende solo dalla massa dell'oggetto. Più l'oggetto è grande, più grande è il suo raggio di Schwarzschild. E viceversa. Quindi, se prendessi il Sole e lo riducessi alla grandezza della Oxford University, diventerebbe un buco nero.
So, now we know what a Schwarzschild radius is. And it's actually quite a useful concept, because it tells us not only when a black hole will form, but it also gives us the key elements for the proof of a black hole. I only need two things. I need to understand the mass of the object I'm claiming is a black hole, and what its Schwarzschild radius is. And since the mass determines the Schwarzschild radius, there is actually only one thing I really need to know.
Ora sappiamo cos'è il raggio di Schwarzschild. Si tratta di un concetto piuttosto utile dato che ci informa non solo quando un buco nero si formerà, ma ci da anche la chiave per provarne l'esistenza. Vale a dire ho solo bisogno di due cose. Ho bisogno di capire la massa dell'oggetto che sostengo essere un buco nero e quale sia il suo raggio di Schwarzschild. E poiché la massa determina il raggio di Schwarzschild, essa è la sola cosa da conoscere.
So, my job in convincing you that there is a black hole is to show that there is some object that's confined to within its Schwarzschild radius. And your job today is to be skeptical. Okay, so, I'm going to talk about no ordinary black hole; I'm going to talk about supermassive black holes.
Quindi quel che devo fare per convincervi che ci sia un buco nero, è mostrarvi che c'è un oggetto ridotto al suo raggio di Scwarzschild. E il vostro compito, oggi, è quello di essere scettici. Non vi parlerò di un buco nero comune; vi parlerò di un buco nero supermassiccio.
So, I wanted to say a few words about what an ordinary black hole is, as if there could be such a thing as an ordinary black hole. An ordinary black hole is thought to be the end state of a really massive star's life. So, if a star starts its life off with much more mass than the mass of the Sun, it's going to end its life by exploding and leaving behind these beautiful supernova remnants that we see here. And inside that supernova remnant is going to be a little black hole that has a mass roughly three times the mass of the Sun. On an astronomical scale that's a very small black hole.
Volevo dire due parole sulla definizione di buco nero comune, sempre che esista qualcosa come un buco nero comune. Si ritiene che un buco nero comune sia lo stadio finale di una stella veramente massiccia. Quindi, se una stella inizia la sua vita con una massa molto superiore a quella del Sole, al termine della sua vita finirà per esplodere lasciandoci dei bellissimi resti di supernova quali vediamo qui. E al centro di quei resti di supernova ci sarà un piccolo buco nero la cui massa sarà pressappoco tre volte la massa del Sole. Su scala astronomica si tratta di un buco nero molto piccolo.
Now, what I want to talk about are the supermassive black holes. And the supermassive black holes are thought to reside at the center of galaxies. And this beautiful picture taken with the Hubble Space Telescope shows you that galaxies come in all shapes and sizes. There are big ones. There are little ones. Almost every object in that picture there is a galaxy. And there is a very nice spiral up in the upper left. And there are a hundred billion stars in that galaxy, just to give you a sense of scale. And all the light that we see from a typical galaxy, which is the kind of galaxies that we're seeing here, comes from the light from the stars. So, we see the galaxy because of the star light.
Ma ora voglio parlarvi dei buchi neri supermassicci che si crede siano al centro delle galassie. Questa bella foto scattata dal telescopio spaziale Hubble vi mostra come le galassie esistano in ogni forma e dimensione. Ce ne sono di grandi e di piccole. Quasi tutti gli oggetti di quella foto là sono galassie. In alto a sinistra c'è una galassia a spirale molto graziosa. In quella galassia, ci sono centinaia di miliardi di stelle, giusto per darvi un senso della sua grandezza. Tutta la luce che vediamo provenire da una galassia tipica, che sono le galssie che vediamo qui, deriva dalla luce stellare. Quindi vediamo la galassia grazie alla luce delle sue stelle.
Now, there are a few relatively exotic galaxies. I like to call these the prima donna of the galaxy world, because they are kind of show offs. And we call them active galactic nuclei. And we call them that because their nucleus, or their center, are very active. So, at the center there, that's actually where most of the starlight comes out from. And yet, what we actually see is light that can't be explained by the starlight. It's way more energetic. In fact, in a few examples it's like the ones that we're seeing here. There are also jets emanating out from the center. Again, a source of energy that's very difficult to explain if you just think that galaxies are composed of stars.
Ci sono alcune galassie relativamente esotiche. Mi piace chiamarle "prime donne" del mondo galattico, poiché sono una specie di esibizioniste. Le chiamiamo nuclei galattici attivi. Le definiamo così perché i loro nuclei, o i loro centri, sono molto attivi. In esse il centro è proprio il punto dal quale proviene la maggior parte della luce. Eppure la luce che vediamo non può essere spiegata solo dalla luce stellare. E' di gran lunga più intensa. In alcuni casi è come quella che vediamo qui. Dal centro partono dei getti E di nuovo si tratta di energia molto difficile da spiegare se pensiamo che le galassie sono fatte solo di stelle.
So, what people have thought is that perhaps there are supermassive black holes which matter is falling on to. So, you can't see the black hole itself, but you can convert the gravitational energy of the black hole into the light we see. So, there is the thought that maybe supermassive black holes exist at the center of galaxies. But it's a kind of indirect argument.
L'ipotesi di qualcuno è che forse ci sono buchi neri supermassicci dentro i quali la materia cade. Il buco nero in sé è invisibile, ma la sua energia gravitazionale può essere convertita nella luce che vediamo. Riassumendo, si presume che i buchi neri supermassicci esistano al centro delle galassie. Ma è una sorta di prova indiretta.
Nonetheless, it's given rise to the notion that maybe it's not just these prima donnas that have these supermassive black holes, but rather all galaxies might harbor these supermassive black holes at their centers. And if that's the case -- and this is an example of a normal galaxy; what we see is the star light. And if there is a supermassive black hole, what we need to assume is that it's a black hole on a diet. Because that is the way to suppress the energetic phenomena that we see in active galactic nuclei.
Ciò nonostante, questo ha fatto nascere l'ipotesi che forse non siano solo queste "prime donne" ad avere dei buchi neri supermassicci, ma piuttosto che tutte le galassie abbiano al loro centro un buco nero supermassiccio. E se è così -- Questo è l'esempio di una galassia comune; e la luce che vediamo è luce stellare. Se c'è un buco nero supermassiccio, dobbiamo supporre che si tratti di un buco nero "a dieta", perché questo è l'unico modo per spiegare l'assenza dei fenomeni legati all'energia nei nuclei galattici attivi.
If we're going to look for these stealth black holes at the center of galaxies, the best place to look is in our own galaxy, our Milky Way. And this is a wide field picture taken of the center of the Milky Way. And what we see is a line of stars. And that is because we live in a galaxy which has a flattened, disk-like structure. And we live in the middle of it, so when we look towards the center, we see this plane which defines the plane of the galaxy, or line that defines the plane of the galaxy.
Se dovessimo cercare questi buchi neri invisibili al centro delle galassie, il miglior luogo dove cercarli sarebbe nella nostra galassia, la Via Lattea. Questa è una foto panoramica del centro della Via Lattea. Quello che vediamo è una fila di stelle. Questo succede perché viviamo in una galassia dalla struttura appiattita e discoidale. Siamo nel mezzo di essa quindi quando guardiamo verso il suo centro, vediamo questo piano che definisce il piano della galassia o linea che definisce il piano della stessa.
Now, the advantage of studying our own galaxy is it's simply the closest example of the center of a galaxy that we're ever going to have, because the next closest galaxy is 100 times further away. So, we can see far more detail in our galaxy than anyplace else. And as you'll see in a moment, the ability to see detail is key to this experiment.
Il vantaggio di studiare la nostra galassia sta nel fatto che è semplicemente il centro galattico più vicino che avremmo mai l'occasione di osservare poiché la galassia più vicina oltre la nostra è lontana cento volte tanto. Quindi, nella nostra galassia possiamo scorgere molti più dettagli che altrove. Come vedrete fra pochissimo, l'abilità di notare dettagli è determinante per l'esperimento.
So, how do astronomers prove that there is a lot of mass inside a small volume? Which is the job that I have to show you today. And the tool that we use is to watch the way stars orbit the black hole. Stars will orbit the black hole in the very same way that planets orbit the sun. It's the gravitational pull that makes these things orbit. If there were no massive objects these things would go flying off, or at least go at a much slower rate because all that determines how they go around is how much mass is inside its orbit.
Quindi, come fanno gli astronomi a dimostrare che c'è molta massa in un piccolo volume? Ed è proprio quello che dovrei mostrarvi oggi. Lo strumento è l'osservazione del modo in cui le stelle orbitano attorno al buco nero. Le stelle orbitano attorno al buco nero allo stesso modo in cui i pianeti orbitano attorno al Sole. E' l'attrazione gravitazionale che le fa orbitare. Se non ci fossero oggetti massicci le stelle fuggirebbero via, o si muoverebbero ad una velocità minore, poiché il loro comportamento è determinato unicamente dalla quantità di massa presente nella loro orbita.
So, this is great, because remember my job is to show there is a lot of mass inside a small volume. So, if I know how fast it goes around, I know the mass. And if I know the scale of the orbit I know the radius. So, I want to see the stars that are as close to the center of the galaxy as possible. Because I want to show there is a mass inside as small a region as possible. So, this means that I want to see a lot of detail. And that's the reason that for this experiment we've used the world's largest telescope.
Ebbene, questo è fantastico, perché, se vi ricordate, il mio compito è quello di dimostrare che c'è molta massa in un volume ridotto. Quindi, se conosco la velocità di un oggetto ne conosco la massa. E se conosco le dimensioni della sua orbita, ne conosco il raggio. Quindi, devo osservare le stelle che sono vicine al centro della galassia. Dato che voglio dimostrare l'esistenza di una massa in una regione piccolissima devo stare attenta a molti dettagli. E questo è il motivo per cui abbiamo usato per questo esperimento il telescopio più grande del mondo.
This is the Keck observatory. It hosts two telescopes with a mirror 10 meters, which is roughly the diameter of a tennis court. Now, this is wonderful, because the campaign promise of large telescopes is that is that the bigger the telescope, the smaller the detail that we can see. But it turns out these telescopes, or any telescope on the ground has had a little bit of a challenge living up to this campaign promise. And that is because of the atmosphere. Atmosphere is great for us; it allows us to survive here on Earth. But it's relatively challenging for astronomers who want to look through the atmosphere to astronomical sources.
Questo è l'osservatorio Keck. Ha due telescopi con degli specchi di 10 metri ciascuno, che equivale pressappoco al diametro di un campo da tennis. Questo è bellissimo poiché la promessa pubblicitaria dei telescopi di grandi dimensioni sta nel fatto che più un telescopio è grande, più sono piccoli i dettagli che si possono vedere. Ma in pratica questi telescopi, come qualunque altro telescopio sulla Terra, hanno avuto qualche difficoltà nel mantenere questa promessa La causa è l'atmosfera. Per noi, l'atmosfera è importantissima, ci permette di sopravvivere qui sulla Terra. Ma è piuttosto un problema per gli astronomi che vogliano guardare gli astri attraverso di essa.
So, to give you a sense of what this is like, it's actually like looking at a pebble at the bottom of a stream. Looking at the pebble on the bottom of the stream, the stream is continuously moving and turbulent, and that makes it very difficult to see the pebble on the bottom of the stream. Very much in the same way, it's very difficult to see astronomical sources, because of the atmosphere that's continuously moving by.
Ecco, per darvi un'idea, è come osservare un ciottolo sul fondo di un torrente. L'immagine del ciottolo sul fondo del fiume, a causa della turbolenza e del movimento dell'acqua, è molto distorta. Allo stesso modo, a causa dell'atmosfera in continuo movimento, è molto difficile l'osservazione delle fonti astronomiche.
So, I've spent a lot of my career working on ways to correct for the atmosphere, to give us a cleaner view. And that buys us about a factor of 20. And I think all of you can agree that if you can figure out how to improve life by a factor of 20, you've probably improved your lifestyle by a lot, say your salary, you'd notice, or your kids, you'd notice.
Ho dedicato buona parte della mia carriera alla ricerca di soluzioni a questo problema, soluzioni che possano fornirci immagini nitide. E questo ci permette di vedere 20 volte di più. Credo che sarete tutti d'accordo sul fatto che, se si potesse scoprire come innalzare il livello di vita di 20 volte sarebbe un grande salto di qualità, ad esempio per quanto riguarda il vostro salario o i vostri figli.
And this animation here shows you one example of the techniques that we use, called adaptive optics. You're seeing an animation that goes between an example of what you would see if you don't use this technique -- in other words, just a picture that shows the stars -- and the box is centered on the center of the galaxy, where we think the black hole is. So, without this technology you can't see the stars. With this technology all of a sudden you can see it. This technology works by introducing a mirror into the telescope optics system that's continuously changing to counteract what the atmosphere is doing to you. So, it's kind of like very fancy eyeglasses for your telescope.
Quest'animazione è un esempio della tecnica che utilizziamo, la cosiddetta ottica adattiva. State osservando un'animazione che vi mostra un esempio di quello che vedreste se non utilizzaste questa tecnica. In altre parole, è una foto delle stelle. L'obiettivo è puntato sul centro della galassia, dove crediamo ci sia il buco nero. Senza questa tecnologia le stelle non si vedono. Con questa tecnologia, tutto d'un tratto le potete vedere. Questa tecnologia usa uno specchio che si muove in continuazione all'interno del sistema ottico del telescopio per contrastare quello che fa l'atmosfera. E' una sorta di occhiali di lusso per il telescopio.
Now, in the next few slides I'm just going to focus on that little square there. So, we're only going to look at the stars inside that small square, although we've looked at all of them. So, I want to see how these things have moved. And over the course of this experiment, these stars have moved a tremendous amount. So, we've been doing this experiment for 15 years, and we see the stars go all the way around.
Nelle prossime diapositive mi concentrerò semplicemente su quel piccolo quadrato laggiù. Guarderemo solo le stelle che si trovano dentro quel piccolo riquadro, anche se le abbiamo osservate tutte. L'intenzione è di vedere come queste si muovono. Nel corso di questo esperimento queste stelle si sono mosse moltissimo. Sono 15 anni che conduciamo questo esperimento e vediamo come le stelle ruotino in circolo.
Now, most astronomers have a favorite star, and mine today is a star that's labeled up there, SO-2. Absolutely my favorite star in the world. And that's because it goes around in only 15 years. And to give you a sense of how short that is, the sun takes 200 million years to go around the center of the galaxy. Stars that we knew about before, that were as close to the center of the galaxy as possible, take 500 years. And this one, this one goes around in a human lifetime. That's kind of profound, in a way.
La maggior parte degli astronomi hanno una stella preferita e la mia di oggi è la SO-2, che si trova proprio lì. E' in assoluto la mia preferita. E questo perché compie un'intera rivoluzione in soli 15 anni. Per darvi un'idea di quanto breve sia questo suo moto di rivoluzione (vi ricordo che) il Sole ci mette 200 milioni di anni per orbitare attorno al centro della galassia. Stelle di nostra vecchia conoscenza, che si trovano vicinissime al centro galattico, ci mettono 500 anni. Mentre questa stella ci mette il tempo di una vita umana. Molto intimo in un certo senso.
But it's the key to this experiment. The orbit tells me how much mass is inside a very small radius. So, next we see a picture here that shows you before this experiment the size to which we could confine the mass of the center of the galaxy. What we knew before is that there was four million times the mass of the sun inside that circle. And as you can see, there was a lot of other stuff inside that circle. You can see a lot of stars. So, there was actually lots of alternatives to the idea that there was a supermassive black hole at the center of the galaxy, because you could put a lot of stuff in there.
Ma è la chiave dell'esperimento. L'orbita mi permette di capire quanta massa c'è all'interno di uno spazio molto piccolo. La prossima è una foto che vi mostra le dimensioni nelle quali ci era possibile confinare la massa del centro galattico prima di questo esperimento. Quello che sapevamo allora era che all'interno di quel cerchio c'era una massa pari a 4 milioni di volte quella del Sole. Come potete vedere, dentro quel cerchio c'erano tante altre cose. Si possono vedere molte stelle. In realtà, c'erano molte alternative all'ipotesi che ci fosse un buco nero supermassiccio al centro della galassia, poiché c'era spazio per molto altro.
But with this experiment, we've confined that same mass to a much smaller volume that's 10,000 times smaller. And because of that, we've been able to show that there is a supermassive black hole there. To give you a sense of how small that size is, that's the size of our solar system. So, we're cramming four million times the mass of the sun into that small volume.
Ma con questo esperimento abbiamo concentrato quella stessa massa in un volume molto più piccolo, ovvero in un spazio 10 mila volte più piccolo. E proprio per questo siamo stati in grado di dimostrare la presenza di un buco nero supermassiccio. Per darvi un'idea di quanto le dimensioni siano piccole: questa è la dimensione del nostro sistema solare. e noi stiamo stipando 4 milioni di volte la massa del Sole in quel piccolo volume.
Now, truth in advertising. Right? I have told you my job is to get it down to the Schwarzchild radius. And the truth is, I'm not quite there. But we actually have no alternative today to explaining this concentration of mass. And, in fact, it's the best evidence we have to date for not only existence of a supermassive black hole at the center of our own galaxy, but any in our universe. So, what next? I actually think this is about as good as we're going to do with today's technology, so let's move on with the problem.
Verità nella pubblicità. Giusto? <b>*</b><b>*</b><b>*</b><b>*</b><b>*</b> Vi ho detto che il mio compito è di trovare il raggio di Schwarzchild. In realtà, non l'ho ancora trovato. Eppure, oggi non abbiamo ancora alternative plausibili per spiegare questa concentrazione di massa. E' la prova migliore che abbiamo ad oggi dell'esistenza di un buco nero supermassiccio al centro non solo della nostra galassia, ma di qualunque altra nell'universo. Quindi che fare? Credo proprio che questo sia il meglio che possiamo fare con la tecnologia attuale Andiamo avanti col problema.
So, what I want to tell you, very briefly, is a few examples of the excitement of what we can do today at the center of the galaxy, now that we know that there is, or at least we believe, that there is a supermassive black hole there. And the fun phase of this experiment is, while we've tested some of our ideas about the consequences of a supermassive black hole being at the center of our galaxy, almost every single one has been inconsistent with what we actually see. And that's the fun.
Quello che vorrei mostrarvi, molto brevemente, sono alcuni esempi di quello che oggi possiamo fare ora che sappiamo o almeno crediamo di sapere che al centro della galassia, c'è un buco nero supermassiccio. La parte divertente dell'esperimento sta nel fatto che, mentre verificavamo alcune delle nostre teorie sulle conseguenze di un buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia, quasi tutte le nostre perevisioni, senza eccezioni, si sono rivelate inconsistenti con quello che abbiamo osservato. E questa è la cosa divertente.
So, let me give you the two examples. You can ask, "What do you expect for the old stars, stars that have been around the center of the galaxy for a long time, they've had plenty of time to interact with the black hole." What you expect there is that old stars should be very clustered around the black hole. You should see a lot of old stars next to that black hole.
Vi faccio qualche esempio. Potreste chiedere: "Cosa vi aspettavate da stelle antiche, quelle che orbitano attorno al centro galattico da molto tempo, Hanno avuto abbastanza tempo per interagire con il buco nero." Quello che ci si aspetta è che le stelle antiche siano ammassate attorno al buco nero. Dovremmo vedere molte stelle antiche vicino a quel buco nero.
Likewise, for the young stars, or in contrast, the young stars, they just should not be there. A black hole does not make a kind neighbor to a stellar nursery. To get a star to form, you need a big ball of gas and dust to collapse. And it's a very fragile entity. And what does the big black hole do? It strips that gas cloud apart. It pulls much stronger on one side than the other and the cloud is stripped apart. In fact, we anticipated that star formation shouldn't proceed in that environment.
Per le stesse ragioni , al contrario, le stelle giovani non dovrebbero esserci. Infatti un buco nero non è un buon vicino per un "asilo stellare". Una stella, per formarsi, ha bisogno che una palla di gas e di polvere collassino. Si tratta di un'entità molto instabile. Ma cosa fa il vicino grande buco nero? Smantella la nube gassosa. La sua forza di attrazione è molto più potente di quella collassante e la nube viene smembrata. In effetti, immaginavamo che la formazione stellare non potesse accadere in quell'ambiente.
So, you shouldn't see young stars. So, what do we see? Using observations that are not the ones I've shown you today, we can actually figure out which ones are old and which ones are young. The old ones are red. The young ones are blue. And the yellow ones, we don't know yet. So, you can already see the surprise. There is a dearth of old stars. There is an abundance of young stars, so it's the exact opposite of the prediction.
Quindi, non si dovrebbero poter vedere stelle giovani. Cosa vediamo allora? Utilizzando metodi di osservazione diversi da quelli che vi ho mostrato oggi, possiamo in realtà distinguere le stelle antiche dalle giovani. Le antiche sono rosse. Le giovani sono azzurre, e le gialle, ancora non sappiamo. Potete comprendere il nostro sconcerto. C'è una carenza di stelle antiche. Le stelle giovani sono in abbondanza, esattamente il contrario delle nostre aspettative.
So, this is the fun part. And in fact, today, this is what we're trying to figure out, this mystery of how do you get -- how do you resolve this contradiction. So, in fact, my graduate students are, at this very moment, today, at the telescope, in Hawaii, making observations to get us hopefully to the next stage, where we can address this question of why are there so many young stars, and so few old stars. To make further progress we really need to look at the orbits of stars that are much further away. To do that we'll probably need much more sophisticated technology than we have today.
Questo è il bello. In fatti adesso cerchiamo di capire il mistero di come -- di come si viene a capo di questa contraddizione. In realtà, i miei laureandi sono proprio ora presso il telescopio hawaiano per scrutare il cielo e, speriamo, per farci progredire al prossimo stadio, in cui possiamo rispondere alla domanda del perché ci siano così tante stelle giovani e così poche stelle antiche. Per fare dei progressi, dobbiamo veramente osservare le orbite delle stelle che sono ancora più lontane. Per farlo, probabilmente avremo bisogno di una tecnologia molto più sofisticata di quella che abbiamo oggi,
Because, in truth, while I said we're correcting for the Earth's atmosphere, we actually only correct for half the errors that are introduced. We do this by shooting a laser up into the atmosphere, and what we think we can do is if we shine a few more that we can correct the rest. So this is what we hope to do in the next few years. And on a much longer time scale, what we hope to do is build even larger telescopes, because, remember, bigger is better in astronomy.
In realtà, quando ho detto che correggiamo la poca chiarezza Indotta dall'atmosfera terrestre, intendevo dire che correggiamo solo la metà degli errori introdotti da essa. L'abbiamo fatto lanciando un raggio laser nell'atmosfera e pensiamo di poter correggere anche il resto proiettandone altri. Questo è quello che speriamo di fare nei prossimi anni. Ma in tempi più lunghi quello su cui contiamo è la costruzione di telescopi più grandi, perché, ricordatevi, in astronomia più una cosa è grande meglio è.
So, we want to build a 30 meter telescope. And with this telescope we should be able to see stars that are even closer to the center of the galaxy. And we hope to be able to test some of Einstein's theories of general relativity, some ideas in cosmology about how galaxies form. So, we think the future of this experiment is quite exciting.
Vogliamo costruire un telescopio di 30 m. E con esso dovremmo essere in grado di scorgere le stelle ancora più vicine al centro galattico. Speriamo anche di poter verificare alcune delle teorie sulla relatività generale di Einstein, alcune idee cosmologiche sulla formazione delle galassie. Pensiamo che il futuro di questo esperimento sia molto entusiasmante.
So, in conclusion, I'm going to show you an animation that basically shows you how these orbits have been moving, in three dimensions. And I hope, if nothing else, I've convinced you that, one, we do in fact have a supermassive black hole at the center of the galaxy. And this means that these things do exist in our universe, and we have to contend with this, we have to explain how you can get these objects in our physical world.
Concludendo, vi mostrerò un'animazione in 3D che mostra come le orbite siano cambiate, in 3D Spero, se non altro, di avervi convinto che, come prima cosa, ci sia veramente un buco nero al centro della nostra galassia. Questo prova che questi oggetti esistono veramente nel nostro universo, dobbiamo affrontarli e spiegare come si siano formati nel nostro mondo fisico.
Second, we've been able to look at that interaction of how supermassive black holes interact, and understand, maybe, the role in which they play in shaping what galaxies are, and how they work.
Come seconda cosa, siamo stati in grado di osservare l'interazione dei buchi neri supermassicci e forse di capire li ruolo che ahnno nella formazione e nel funzionamento delle galassie.
And last but not least, none of this would have happened without the advent of the tremendous progress that's been made on the technology front. And we think that this is a field that is moving incredibly fast, and holds a lot in store for the future. Thanks very much. (Applause)
Come ultima cosa, ma non meno importante, nulla di tutto ciò sarebbe stato possibile senza l'avvento del formidabile progresso in campo tecnologico. Secondo noi, si tratta di un campo in continua evoluzione che ci riserverà molte sorprese in futuro. Grazie mille. (Applausi)