Chris Anderson: Shep, thank you so much for coming. I think your plane landed literally two hours ago in Vancouver. Such a treat to have you. So, talk us through how do you get from Einstein's equation to a black hole?
Chris Anderson: Grazie di essere qui Shep. Sei atterrato a Vancouver solo due ore fa! È un onore ospitarti. Parlaci del percorso che va dall'equazione di Einstein al buco nero.
Sheperd Doeleman: Over 100 years ago, Einstein came up with this geometric theory of gravity which deforms space-time. So, matter deforms space-time, and then space-time tells matter in turn how to move around it. And you can get enough matter into a small enough region that it punctures space-time, and that even light can't escape, the force of gravity keeps even light inside.
Sheperd Doeleman: Più di 100 anni fa, Einstein formulò la teoria geometrica della gravità, che deforma lo spazio-tempo. La materia deforma lo spazio-tempo, e in risposta lo spazio-tempo comunica alla materia come muoversi attorno. Se una quantità sufficiente di materia si concentra in un punto, bucherà lo spazio-tempo e nemmeno la luce potrà sfuggire, perché la gravità trattiene persino la luce.
CA: And so, before that, the reason the Earth moves around the Sun is not because the Sun is pulling the Earth as we think, but it's literally changed the shape of space so that we just sort of fall around the Sun.
CA: Quindi, la ragione per cui la Terra si muove intorno al sole non è, come pensiamo, perché il sole attira la terra, ma perché è cambiata la forma dello spazio, quindi è come se noi cadessimo attorno al Sole.
SD: Exactly, the geometry of space-time tells the Earth how to move around the Sun. You're almost seeing a black hole puncture through space-time, and when it goes so deeply in, then there's a point at which light orbits the black hole.
SD: Sì, la geometria dello spazio-tempo detta alla Terra come muoversi attorno al sole. Quasi si intravede un buco nero forare lo spazio-tempo, e quando va in profondità, c'è un punto in cui la luce orbita attorno al buco nero.
CA: And so that's, I guess, is what's happening here. This is not an image, this is a computer simulation of what we always thought, like, the event horizon around the black hole.
CA: Ed è ciò che accade qui. Questa non è una foto, è una simulazione al computer di ciò che abbiamo sempre ipotizzato: l'orizzonte degli eventi del buco nero.
SD: Until last week, we had no idea what a black hole really looked like. The best we could do were simulations like this in supercomputers, but even here you see this ring of light, which is the orbit of photons. That's where photons literally move around the black hole, and around that is this hot gas that's drawn to the black hole, and it's hot because of friction. All this gas is trying to get into a very small volume, so it heats up.
SD: Fino alla scorsa settimana, ignoravamo il vero aspetto di un buco nero. Riuscivamo solo a fare, coi supercomputer, delle simulazioni come questa. E anche qui si vede l'orbita dei fotoni, che è questo cerchio di luce. È dove i fotoni si stanno muovendo, intorno al buco nero; e attorno, attirato dal buco nero, c'è un gas rovente, scaldato dalla frizione. Tutto questo gas cerca di comprimersi, e così si surriscalda.
CA: A few years ago, you embarked on this mission to try and actually image one of these things. And I guess you took -- you focused on this galaxy way out there. Tell us about this galaxy.
CA: Qualche anno fa avete dato il via a questa missione per catturare l'immagine di tutto questo. Credo abbiate cercato -- di focalizzarvi su una galassia parecchio lontana. Parlaci di questa galassia.
SD: This is the galaxy -- we're going to zoom into the galaxy M87, it's 55 million light-years away.
SD: La galassia è questa -- facciamo lo zoom della galassia M87, si trova a 55 milioni di anni luce.
CA: Fifty-five million.
CA: 55 milioni.
SD: Which is a long way. And at its heart, there's a six-and-a-half-billion- solar-mass black hole. That's hard for us to really fathom, right? Six and a half billion suns compressed into a single point. And it's governing some of the energetics of the center of this galaxy.
SD: Parecchio lontano. Nel cuore della galassia c'è un buco nero con una massa di sei miliardi di volte e mezzo il sole. Per noi è difficile da immaginare. Sei milioni e mezzo di soli compressi in un solo punto. E governa alcune delle forze al centro di questa galassia.
CA: But even though that thing is so huge, because it's so far away, to actually dream of getting an image of it, that's incredibly hard. The resolution would be incredible that you need.
CA: Sebbene sia enorme, vista la sua lontanza anche solo pensare di ottenerne un'immagine era terribilmente difficile. Avete avuto una forte determinazione. SD: I buchi neri sono gli oggetti più piccoli dell'universo consciuto.
SD: Black holes are the smallest objects in the known universe. But they have these outsize effects on whole galaxies. But to see one, you would need to build a telescope as large as the Earth, because the black hole that we're looking at gives off copious radio waves. It's emitting all the time.
Ma hanno un'influenza enorme su intere galassie. Per vederne uno, ci serviva un telescopio grande quanto la Terra, perché il buco nero che stiamo guardando emette, senza interruzioni, copiose onde radio.
CA: And that's exactly what you did.
CA: È proprio ciò che avete fatto.
SD: Exactly. What you're seeing here is we used telescopes all around the world, we synchronized them perfectly with atomic clocks, so they received the light waves from this black hole, and then we stitched all of that data together to make an image.
SD: Esattamente, qui vedete i telescopi di tutto il mondo, sincronizzati con orologi atomici, in modo che ricevessero le onde luce dal buco nero. Poi abbiamo aggregato tutti i dati per estrarne un'immagine.
CA: To do that the weather had to be right in all of those locations at the same time, so you could actually get a clear view.
CA: Per riuscirci, il tempo doveva essere ottimale contemporaneamente ovunque, in modo da avere una visuale nitida. SD: Ci serviva fortuna sotto diversi aspetti.
SD: We had to get lucky in a lot of different ways. And sometimes, it's better to be lucky than good. In this case, we were both, I like to think. But light had to come from the black hole. It had to come through intergalactic space, through the Earth's atmosphere, where water vapor can absorb it, and everything worked out perfectly, the size of the Earth at that wavelength of light, one millimeter wavelength, was just right to resolve that black hole, 55 million light-years away. The universe was telling us what to do.
A volte la fortuna serve più della bravura. In questo caso mi piace pensare che abbiamo avuto entrambe. Ma la luce doveva arrivare a noi dal buco nero. Doveva attraversare lo spazio intergalattico, oltrepassare l'atmosfera terrestre, dove il vapore acqueo poteva assorbirla, e se tutto fosse andato bene, la dimensione della Terra a quella lunghezza d'onda della luce, un millimetro bastava per individuare il buco nero, lontano 55 milioni di anni luce. L'universo ci ha indicato come fare.
CA: So you started capturing huge amounts of data. I think this is like half the data from just one telescope.
CA: Avete iniziato a catturare un'enorme quantità di dati. Questa credo sia la metà dei dati di un solo telescopio.
SD: Yeah, this is one of the members of our team, Lindy Blackburn, and he's sitting with half the data recorded at the Large Millimeter Telescope, which is atop a 15,000-foot mountain in Mexico. And what he's holding there is about half a petabyte. Which, to put it in terms that we might understand, it's about 5,000 people's lifetime selfie budget.
SD: Sì, lui è Lindy Blackburn, un membro del team, e sta mostrando la metà dei dati registrati dal Large Millimetric Telescope, che si trova in Messico, a 4.500 metri. Lì davanti ha circa mezzo petabyte. Per dirla in modo comprensibile, equivale al numero di selfie che 5.000 persone fanno nella loro vita.
(Laughter)
(Risate)
CA: It's a lot of data. So this was all shipped, you couldn't send this over the internet. All this data was shipped to one place and the massive computer effort began to try and analyze it. And you didn't really know what you were going to see coming out of this.
CA: È una valanga di dati. Sono stati inviati, ovviamente non attraverso internet. Sono stati inviati in un unico luogo e il supercomputer ha cominciato ad analizzarli. Senza poter prevedere quale sarebbe stato l'esito.
SD: The way this technique works that we used -- imagine taking an optical mirror and smashing it and putting all the shards in different places. The way a normal mirror works is the light rays bounce off the surface, which is perfect, and they focus in a certain point at the same time. We take all these recordings, and with atomic clock precision we align them perfectly, later in a supercomputer. And we recreate kind of an Earth-sized lens. And the only way to do that is to bring the data back by plane. You can't beat the bandwidth of a 747 filled with hard discs.
SD: Il tipo di tecnica usata -- immagina di rompere uno specchio ottico e posizionare i frammenti in luoghi diversi. In uno specchio, normalmente, i raggi di luce rimbalzano sulla superficie, che è perfetta, e al contempo si concentrano in un punto specifico. Abbiamo preso tutte le registrazioni, e con precisione atomica le abbiamo allineate perfettamente nel supercomputer, creando così una specie di lente grande quanto la Terra. L'unico modo per farlo era trasferire i dati in aereo Non c'è larghezza di banda che possa battere un 747 pieno di hard disc.
(Laughter)
(Risate)
CA: And so, I guess a few weeks or a few months ago, on a computer screen somewhere, this started to come into view. This moment.
CA: Quindi immagino che settimane o mesi fa, da qualche parte su un computer, abbia iniziato a comparire questo. Questo momento.
SD: Well, it took a long time.
SD: Ci è voluto molto tempo.
CA: I mean, look at this. That was it. That was the first image.
CA: Ma guardate. Eccolo qui. La prima immagine.
(Applause)
(Applauso)
So tell us what we're really looking at there.
Spiegaci esattamente cosa stiamo guardando.
SD: I still love it.
SD: Mi emoziona sempre.
(Laughter)
(Risate)
So what you're seeing is that last orbit of photons. You're seeing Einstein's geometry laid bare. The puncture in space-time is so deep that light moves around in orbit, so that light behind the black hole, as I think we'll see soon, moves around and comes to us on these parallel lines at exactly that orbit. It turns out, that orbit is the square root of 27 times just a handful of fundamental constants. It's extraordinary when you think about it.
Quello che vedete è l'ultima orbita di fotoni. È la teoria di Einstein nuda e cruda. Il buco nello spazio-tempo è così profondo che la luce gli orbita attorno, e la luce dietro al buco nero, che vedremo presto, gli si muove attorno, giungendo a noi in linee parallele proprio in quell'orbita. È risultato che quell'orbita è la radice quadrata di 27 per una manciata di altre costanti. Se ci pensate è straordinario.
CA: When ... In my head, initially, when I thought of black holes, I'm thinking that is the event horizon, there's lots of matter and light whirling around in that shape. But it's actually more complicated than that. Well, talk us through this animation, because it's light being lensed around it.
CA: Quando immaginavo i buchi neri, pensavo all'orizzonte degli eventi, e a un turbine di luce e materia che gli gira attorno in cerchio. Ma in realtà è molto più complicato. Spiegaci questa animazione, in cui la luce gli si piega attorno.
SD: You'll see here that some light from behind it gets lensed, and some light does a loop-the-loop around the entire orbit of the black hole. But when you get enough light from all this hot gas swirling around the black hole, then you wind up seeing all of these light rays come together on this screen, which is a stand-in for where you and I are. And you see the definition of this ring begin to come into shape. And that's what Einstein predicted over 100 years ago.
SD: Qui, vedete, parte della luce, che proviene da dietro, viene piegata, e altra luce fa un giro completo dell'orbita del buco nero. Ma quando c'è abbastanza luce, grazie ai gas incandescenti attorno al buco nero, alla fine si riescono a vedere tutti questi raggi convergere sullo schermo, che è il nostro punto di osservazione. E vedete che man mano il cerchio prende forma. È ciò che Einstein aveva teorizzato 100 anni fa.
CA: Yeah, that is amazing. So tell us more about what we're actually looking at here. First of all, why is part of it brighter than the rest?
CA: Si, è incredibile. Spiegaci meglio cosa vediamo qui. Innanzitutto, perché c'è una porzione più brillante?
SD: So what's happening is that the black hole is spinning. And you wind up with some of the gas moving towards us below and receding from us on the top. And just as the train whistle has a higher pitch when it's coming towards you, there's more energy from the gas coming towards us than going away from us. You see the bottom part brighter because the light is actually being boosted in our direction.
SD: Dunque, il buco nero gira vorticosamente. e finiamo per avere dei residui di gas che si spostano in basso verso di noi e si allontanano da noi, in alto Proprio come il fischio del treno è più acuto quando si avvicina il gas ha più energia quando si avvicina, di quando si allontana La parte inferiore è più brillante perché la luce è sparata verso la nostra direzione.
CA: And how physically big is that?
CA: E fisicamente quanto è grande?
SD: Our entire solar system would fit well within that dark region. And if I may, that dark region is the signature of the event horizon. The reason we don't see light from there, is that the light that would come to us from that place was swallowed by the event horizon. So that -- that's it.
SD: Il nostro sistema solare potrebbe stare nello spazio nero E se posso dirlo, quello spazio nero è la firma dell'orizzonte degli eventi. Il motivo per cui non vediamo nessuna luce, è perché la luce che dovrebbe arrivarci da lì è inghiottita dall'orizzonte degli eventi. E questo è tutto. CA: Pensando a un buco nero, dobbiamo immaginare
CA: And so when we think of a black hole, you think of these huge rays jetting out of it, which are pointed directly in our direction. Why don't we see them?
enormi raggi che si irradiano, che puntano dritti verso la nostra direzione. Perché non li vediamo?
SD: This is a very powerful black hole. Not by universal standards, it's still powerful, and from the north and south poles of this black hole we think that jets are coming. Now, we're too close to really see all the jet structure, but it's the base of those jets that are illuminating the space-time. And that's what's being bent around the black hole.
SD: È un buco nero molto potente. Non per gli standard dell'universo, ma comunque potente, e pensiamo che i getti vengano dal polo nord e dal polo sud. Siamo troppo vicini per vedere tutta la struttura dei getti, ma è la base di quei getti a illuminare lo spazio-tempo. E sono i getti a piegarsi attorno al buco nero.
CA: And if you were in a spaceship whirling around that thing somehow, how long would it take to actually go around it?
CA: Se fossi in una navicella spaziale che gira intorno a quella cosa, quanto tempo ci vorrebbe per girargli attorno?
SD: First, I would give anything to be in that spaceship.
SD: Darei tutto per essere su quella navicella.
(Laughter)
(Risate)
Sign me up. There’s something called the -- if I can get wonky for one moment -- the innermost stable circular orbit, that's the innermost orbit at which matter can move around a black hole before it spirals in. And for this black hole, it's going to be between three days and about a month.
Mi candido. C'e una cosa chiamata, se posso essere nerd per un attimo, orbita interna circolare stabile, ovvero l'orbita più stretta che la materia può compiere intorno a un buco nero prima di caderci dentro. In questo caso, varia da tre giorni a un mese.
CA: It's so powerful, it's weirdly slow at one level. I mean, you wouldn't even notice falling into that event horizon if you were there.
CA: È potentissimo, e al contempo stranamente lento. Non ti accorgeresti nemmeno di cadere nell'orizzonte degli eventi, se ti trovassi lì.
SD: So you may have heard of "spaghettification," where you fall into a black hole and the gravitational field on your feet is much stronger than on your head, so you're ripped apart. This black hole is so big that you're not going to become a spaghetti noodle. You're just going to drift right through that event horizon.
SD: Avrai sentito parlare della "spaghettificazione", quando cadi in un buco nero, il campo gravitazionale ai tuoi piedi è così potente rispetto a quello in testa da spezzarti. Questo buco nero è così grande che non diventerai uno spaghetto: semplicemente, sparirai nell'orizzonte degli eventi.
CA: So, it's like a giant tornado. When Dorothy was whipped by a tornado, she ended up in Oz. Where do you end up if you fall into a black hole?
CA: È come un enorme tornado. Quando Dorothy fu sbalzata via da un tornado, finì a Oz. Dove si va a finire, se si cade in un buco nero?
(Laughter)
(Risate)
SD: Vancouver.
SD: A Vancouver.
(Laughter)
CA: Oh, my God.
CA: Oh, santo cielo.
(Applause)
(Applausi)
It's the red circle, that's terrifying. No, really.
Sul cerchio rosso, davvero da brividi - no, sul serio. SD: I buchi neri sono il grande mistero del nostro tempo,
SD: Black holes really are the central mystery of our age, because that's where the quantum world and the gravitational world come together. What's inside is a singularity. And that's where all the forces become unified, because gravity finally is strong enough to compete with all the other forces. But it's hidden from us, the universe has cloaked it in the ultimate invisibility cloak. So we don't know what happens in there.
perché sono l'intersezione tra mondo quantico e gravitazionale. Il risultato è una singolarità. È dove tutte le forze si uniscono, perché la gravità è abbastanza grande da contrastare le altre forze. Ma non ci è dato vederlo, l'universo l'ha coperto col mantello dell'invisibilità più potente. Perciò non sappiamo cosa accade lì.
CA: So there's a smaller one of these in our own galaxy. Can we go back to our own beautiful galaxy? This is the Milky Way, this is home. And somewhere in the middle of that there's another one, which you're trying to find as well.
CA: Noi ne abbiamo di più piccoli. Possiamo tornare alla nostra meravigliosa galassia? Questa è la Via Lattea, è casa nostra. E lì in mezzo c'è un altro buco nero, che state cercando.
SD: We already know it's there, and we've already taken data on it. And we're working on those data right now. So we hope to have something in the near future, I can't say when.
SD: Sappiamo che c'è, abbiamo già raccolto dei dati. E ci stiamo lavorando proprio adesso. Speriamo di avere presto dei risultati, non sono sicuro quando.
CA: It's way closer but also a lot smaller, maybe the similar kind of size to what we saw?
CA: È più vicino, ma anche molto più piccolo, forse della misura di quello che abbiamo visto?
SD: Right. So it turns out that the black hole in M87, that we saw before, is six and a half billion solar masses. But it's so far away that it appears a certain size. The black hole in the center of our galaxy is a thousand times less massive, but also a thousand times closer. So it looks the same angular size on the sky.
SD: Esatto. Il buco nero nella M87, che abbiamo visto prima, ha sei miliardi di volte e mezzo la massa solare. Ma è così lontano che ci appare di una certa grandezza. Il buco nero al centro della nostra galassia è migliaia di volte meno massiccio ma anche migliaia di volte più vicino. Quindi sembra abbia la stessa dimensione angolare.
CA: Finally, I guess, a nod to a remarkable group of people. Who are these guys?
CA: Per finire, facciamo un cenno ad alcune persone straordinarie. Chi sono?
SD: So these are only some of the team. We marveled at the resonance that this image has had. If you told me that it would be above the fold in all of these newspapers, I'm not sure I would have believed you, but it was. Because this is a great mystery, and it's inspiring for us, and I hope it's inspiring to everyone. But the more important thing is that this is just a small number of the team. We're 200 people strong with 60 institutes and 20 countries and regions. If you want to build a global telescope you need a global team. And this technique that we use of linking telescopes around the world kind of effortlessly sidesteps some of the issues that divide us. And as scientists, we naturally come together to do something like this.
SD: Sono alcuni membri del team. Ci siamo stupiti della risonanza che questa immagine ha avuto. Se mi avessero detto che sarebbe stata pubblicata su tutte le prime pagine, non ci avrei creduto, ma è successo. Perché si tratta di uno dei misteri più grandi, fonte di ispirazione per noi, e spero anche per tutti voi. Voglio sottolineare che questa è solo una piccola parte del team. Siamo 200 persone, in 60 istituti, e 20 paesi e regioni. Per costruire un telescopio globale, serviva un team globale. E la tecnica di collegare i telescopi di tutto il mondo ha eliminato alcuni dei problemi che ci separavano. Da scienziati, è naturale unire le forze per un progetto del genere.
CA: Wow, boy, that's inspiring for our whole team this week. Shep, thank you so much for what you did and for coming here.
CA: Caspita, questo ci ispirerà davvero, in questa settimana. Shep, grazie infinite per il tuo lavoro e per essere venuto.
SD: Thank you.
SD: Grazie.
(Applause)
(Applausi)