Giganti della scienza: Jerry Gilmore

Jerry Gilmore è il nostro gigante della scienza questa settimana. Ci siamo incontrati al Queen’s College di Cambridge per ascoltare la sua storia, partendo da ciò che sapevamo dell’universo quando iniziò i suoi studi all’Università di Canterbury nei primi anni ’70…

Jerry: È divertente, è stato un periodo emozionante, ma è stato anche un periodo molto primitivo. Le persone stavano appena cominciando a rendersi conto che erano disponibili informazioni sui tipi di stelle, sulla loro chimica e sul modo in cui orbitano attorno alla Via Lattea, che ci dicevano qualcosa su come si è formata la nostra galassia, la Via Lattea. Ma questo accadeva prima dell’era digitale. Quindi l’immagine che abbiamo della Via Lattea non era molto diversa da quella che era nel XVII o XVIII secolo.

Chris: A quel punto avevamo già un’idea di cosa fosse realmente una galassia? Come nelle galassie ci sono ammassi di stelle, giusto? Si trova nel collo del quartiere cosmico e ce ne sono miliardi.

Jerry – Sì. Infatti questo è il centenario di questa strana scoperta. La gente non sa che nel 1924 fu scoperta la prima galassia al di fuori della Via Lattea. È una piccola galassia nana. È vicino a noi. Porta l’intrigante nome NGC 6822, è una galassia di medie dimensioni piuttosto poco interessante situata a metà strada tra noi e la Nebulosa di Andromeda. Ma nel 1924 fu la prima volta che qualcuno riuscì a dimostrare, utilizzando le distanze delle Cefeidi di Henrietta Levitt, che qualcosa esisteva effettivamente oltre la Via Lattea. A quel tempo non avevano nemmeno dimostrato l’esistenza di Andromeda. Ci è voluto un anno dopo. Quindi solo cento anni fa le persone scoprirono che l’universo è un posto molto grande.

Chris – Originariamente chiamavano nebulose queste strutture che ora conosciamo come galassie. Immaginavano allora che l’universo fosse un’enorme galassia e che alcune parti di essa fossero più lontane di altre, e per questo motivo queste stelle apparissero sotto forma di macchie o nebulose distanti? Non avevano questo concetto secondo cui tutto era raggruppato in una certa regione dell’universo.

Jerry – Sì, è assolutamente vero. Ricordate, le equazioni di Einstein e la loro soluzione arrivarono in gran parte nel 1919, dopo l’eclissi di Eddington. Quindi nei primi cinque anni della cosmologia, quando si parlava di universi in espansione e di universi in contrazione, in realtà si parlava di stelle nella Via Lattea. A quei tempi per loro questo era l’intero universo.

Chris – Quindi, quando hai iniziato la tua carriera accademica negli anni ’70, quali erano le grandi domande che pensavi fossero quelle in cui volevo approfondire?

Jerry: Beh, ho conseguito il dottorato. E non avevo un supervisore. Ho appena letto la letteratura e ho scoperto cosa era interessante. Ero da solo in Nuova Zelanda e ho scoperto che stanno accadendo cose interessanti legate ai buchi neri giganti nei centri delle galassie. E la loro prova osservativa, che era chiamata quasar, o quasar, perché superficialmente sembrava una stella, ma chiaramente non era una stella. Alla fine degli anni ’60, Donald Linden Bell, che fu qui più tardi, e Martin Rees, che fu qui più tardi, suggerirono per primi che tutte le galassie contenessero questi oggetti nei loro centri, ma questo era molto difficile da dimostrare. Tutto quello che sapevo era che qualcosa stava producendo molta energia. Quindi la chiave, ed è su questo che ho deciso di lavorare, è dire che, se è piccolo, in linea di principio dovrebbe essere in grado di cambiare rapidamente la sua luminosità. Se è grande, non sarai in grado di farlo. Quindi, se avete qualcosa che ha un diametro di mille anni, il momento più veloce in cui può cambiare è su una scala temporale di mille anni, tanto tempo ci vuole perché la luce viaggi da un lato all’altro. Mentre se hai qualcosa di piccolo, può cambiare da un giorno all’altro. Così sono andato alla ricerca di rapidi cambiamenti nei quasar per provare a dimostrare che al loro centro c’era qualcosa di complesso e un “buco nero”. Ciò è stato finalmente dimostrato per eccellenza solo pochi anni fa con l’assegnazione del Premio Nobel a coloro che hanno scoperto il buco nero al centro della nostra Via Lattea, dimostrando che deve trattarsi di un buco nero. Ma in quel momento sembrava una cosa divertente su cui provare a lavorare. Si è rivelato molto difficile. .

Chris: Cosa ha veramente aperto la porta?

Jerry – Come ho detto, ero solo in Nuova Zelanda, abbastanza ignorante e ignaro di come funzionasse il sistema. Ma fortunatamente c’erano brave persone che hanno avuto pietà di me e hanno fatto in modo che mi offrissero un lavoro a Edimburgo. Questo è stato un momento incredibilmente fortunato perché era l’alba dell’era digitale. In quel periodo, digitalizzare significava scansionare una lastra fotografica perché non c’erano rilevatori digitali, ma a Edimburgo costruirono questa nuova macchina per cercare di scansionare lastre fotografiche e ottenere le informazioni in una forma con cui si potesse fare qualcosa.

Chris: Intendi oggettivamente? Quindi, invece di guardare semplicemente qualcosa e dire soggettivamente: “Okay, questo sembra più luminoso di quello”, puoi effettivamente leggere il numero di grani d’argento sul piatto e dire: “Okay, questo deve essere più luminoso di quello”.

Jerry – Questo è ciò che ha sicuramente fatto questa macchina. Si chiamava Macchina Galattica Allora la gente usava questi nomi ridicoli. Quindi questi scanner furono i primi a poter prendere un’enorme lastra fotografica e darti informazioni quantitative su milioni di oggetti da quelle lastre.

Chris – Queste sono presumibilmente le stelle e la nostra galassia, la Via Lattea.

Jerry – Ovviamente tu sapevi più di me sull’astronomia in quel momento perché non lo sapevamo veramente in quel momento. Quindi, con questa nuova macchina di misura, ho pensato, beh, andrò a cercare altri quasar. Quindi dovrebbe essere facile. Tutto quello che devo fare è misurare tutte le stelle puntiformi su questa lastra fotografica, calcolare quante stelle dovrebbero esserci una volta costruito un modello della Via Lattea e sottrarlo da ciò che rimane, dovrebbero esserci dei quasar. Incredibilmente ingenuo. Così ho iniziato a farlo, e poi mi sono reso conto che in realtà non esisteva alcun modello della Via Lattea che corrispondesse anche lontanamente al numero di stelle che vedevo nel cielo. Quindi ho messo da parte i quasar per un po’ e non ci sono ancora tornato .

Chris – Era davvero qualcuno che chiedeva per la prima volta quanto è grande la nostra galassia? Quanto è grande la Via Lattea? Quante stelle ci sono davvero? Non avevamo idea in quel momento della risposta a questa domanda?

Jerry-No. C’è stata una certa consapevolezza, soprattutto per quanto riguarda il disco della Via Lattea, poiché radioastronomi e persone hanno scoperto negli anni ’30 e ’40 che la Via Lattea è un disco rotante. Quindi questo era noto. Ma quello che stavo facendo era alzare lo sguardo dal disco della Via Lattea. Voglio dire, chiunque sia stato fuori in una notte buia, specialmente nell’emisfero australe, sa com’è fatta la Via Lattea. Voglio dire, è una striscia sottile nel cielo. Quindi, quello che stavo facendo era guardare in alto, lontano dalla massa delle stelle e lontano da tutto il gas, la polvere e cose simili, e quindi guardare, pensavo, oltre la Via Lattea, verso un luogo dove avresti trovato solo cose oltre la via Lattea . Ma si scopre che là fuori la Via Lattea nasconde molte più cose di quanto pensassimo. Ho così scoperto una ricostruzione completa della struttura della nostra conoscenza della Via Lattea.

Chris – È stata solo ingenuità da parte nostra, pensare che quest’area fosse una bella striscia sottile e quando l’abbiamo guardata attraverso, stavamo guardando nello spazio. E in realtà è un po’ sempre più ampio e noi ci siamo infilati nel mezzo. È per questo che lo vediamo? O è più accurato di così?

Jerry – No, ovviamente è così. Penso che nessuno abbia pensato di porre una semplice domanda: sembra qualcosa di più di una semplice cosa ovvia?