Andrea Ghez: The hunt for a supermassive black hole

Traduttore: Eugenia Jikina Revisore: Paolo Chiti

How do you observe something you can't see?

Come si osserva qualcosa che non si può vedere?

This is the basic question of somebody who's interested

Questa è la domanda basilare che si pone chiunque

in finding and studying black holes.

voglia scoprire e studiare i buchi neri.

Because black holes are objects

Poiché i buchi neri sono oggetti

whose pull of gravity is so intense

la cui forza di gravità è così intensa

that nothing can escape it, not even light,

che nulla, nemmeno la luce, può sfuggir loro,

so you can't see it directly.

non si possono vedere a occhio nudo.

So, my story today about black holes

Il mio raconto di oggi sui buchi neri

is about one particular black hole.

è su un buco nero particolare.

I'm interested in finding whether or not

Vorrei scoprire se al centro della nostra galassia esista o meno

there is a really massive, what we like to call

un buco nero con una grande massa, quello che ci piace definire

"supermassive" black hole at the center of our galaxy.

buco nero "supermassiccio".

And the reason this is interesting is that

Il motivo per cui questa ricerca è interessante è che

it gives us an opportunity to prove

ci permette di verificare

whether or not these exotic objects really exist.

se questi oggetti strani esistano o meno.

And second, it gives us the opportunity

In secondo luogo questo studio ci permette

to understand how these supermassive black holes

di capire come questi buchi neri supermassicci

interact with their environment,

interagiscano con l'ambiente

and to understand how they affect the formation and evolution

e in che modo influiscano nella formazione e nell'evoluzione

of the galaxies which they reside in.

delle galassie nelle quali si trovano.

So, to begin with,

Tanto per cominciare,

we need to understand what a black hole is

dobbiamo capire cosa sia un buco nero

so we can understand the proof of a black hole.

così da poter comprendere cosa ne prova l'esistenza.

So, what is a black hole?

Cos'è quindi un buco nero?

Well, in many ways a black hole is an incredibly simple object,

Beh, sotto molti aspetti, un buco nero è un oggetto incredibilmente semplice,

because there are only three characteristics that you can describe:

poiché se ne possono descrivere solo tre caratteristiche:

the mass,

la massa,

the spin, and the charge.

la rotazione e la carica.

And I'm going to only talk about the mass.

Parlerò solo della massa.

So, in that sense, it's a very simple object.

Per questo quindi è un oggetto molto semplice.

But in another sense, it's an incredibly complicated object

anche se è incredibilmente complicato per altre ragioni

that we need relatively exotic physics to describe,

tanto da richiedere un tipo di fisica abbastanza esotica,

and in some sense represents the breakdown of our physical understanding

ed in un certo senso rappresenti la sconfitta del nostro modo di comprendere

of the universe.

la fisica dell'universo.

But today, the way I want you to understand a black hole,

Ma oggi voglio che pensiate ad un buco nero,

for the proof of a black hole,

per provarne l'esistenza,

is to think of it as an object

come ad un oggetto

whose mass is confined to zero volume.

la cui massa è racchiusa in un volume di dimensione zero.

So, despite the fact that I'm going to talk to you about

Quindi, nonostante stia per parlarvi di

an object that's supermassive,

un oggetto supermassiccio,

and I'm going to get to what that really means in a moment,

e vi spiegherò tra un attimo che cosa questo voglia realmente dire,

it has no finite size.

il buco nero non ha dimensioni finite.

So, this is a little tricky.

Lo so, è un po' fuorviante.

But fortunately there is a finite size that you can see,

Ma fortunatamente esiste una dimensione finita osservabile

and that's known as the Schwarzschild radius.

nota come il raggio di Schwarzschild.

And that's named after the guy who recognized

Il nome deriva dal tizio che ha scoperto

why it was such an important radius.

perché questo raggio era così importante.

This is a virtual radius, not reality; the black hole has no size.

Si tratta di un raggio virtuale, non di una cosa reale perchè il buco nero non ha dimensioni.

So why is it so important?

Perché allora è così importante?

It's important because it tells us

E' così importante perché ci fa capire

that any object can become a black hole.

che qualsiasi oggetto può trasformarsi in un buco nero.

That means you, your neighbor, your cellphone,

Vuol dire che voi, il vostro vicino, il vostro cellulare,

the auditorium can become a black hole

l'auditorium possono trasformarsi in un buco nero

if you can figure out how to compress it down

se sarete in grado di comprimerlo fino

to the size of the Schwarzschild radius.

alla dimensione del raggio di Schwarzschild.

At that point, what's going to happen?

Cosa accade a quel punto?

At that point gravity wins.

A quel punto vince la gravità.

Gravity wins over all other known forces.

La gravità prevale su tutte le altre forze

And the object is forced to continue to collapse

E l'oggetto continua a collassare

to an infinitely small object.

fino a diventare un oggetto infinitamente piccolo,

And then it's a black hole.

trasformandosi in un buco nero.

So, if I were to compress the Earth down to the size of a sugar cube,

Quindi, se comprimessi la Terra fino alla dimensione di una zolletta di zucchero,

it would become a black hole,

diventerebbe un buco nero,

because the size of a sugar cube is its Schwarzschild radius.

perchè una zolletta di zucchero è il suo raggio di Shwarzschild.

Now, the key here is to figure out what that Schwarzschild radius is.

Ebbene, la chiave di tutto sta nel capire cosa sia questo raggio di Schwarzschild.

And it turns out that it's actually pretty simple to figure out.

Guarda caso, è alquanto semplice capire di cosa si tratti.

It depends only on the mass of the object.

Dipende solo dalla massa dell'oggetto.

Bigger objects have bigger Schwarzschild radii.

Più l'oggetto è grande, più grande è il suo raggio di Schwarzschild.

Smaller objects have smaller Schwarzschild radii.

E viceversa.

So, if I were to take the sun

Quindi, se prendessi il Sole

and compress it down to the scale of the University of Oxford,

e lo riducessi alla grandezza della Oxford University,

it would become a black hole.

diventerebbe un buco nero.

So, now we know what a Schwarzschild radius is.

Ora sappiamo cos'è il raggio di Schwarzschild.

And it's actually quite a useful concept,

Si tratta di un concetto piuttosto utile

because it tells us not only

dato che ci informa non solo

when a black hole will form,

quando un buco nero si formerà,

but it also gives us the key elements for the proof of a black hole.

ma ci da anche la chiave per provarne l'esistenza.

I only need two things.

Vale a dire ho solo bisogno di due cose.

I need to understand the mass of the object

Ho bisogno di capire la massa dell'oggetto

I'm claiming is a black hole,

che sostengo essere un buco nero

and what its Schwarzschild radius is.

e quale sia il suo raggio di Schwarzschild.

And since the mass determines the Schwarzschild radius,

E poiché la massa determina il raggio di Schwarzschild,

there is actually only one thing I really need to know.

essa è la sola cosa da conoscere.

So, my job in convincing you

Quindi quel che devo fare per convincervi

that there is a black hole

che ci sia un buco nero,

is to show that there is some object

è mostrarvi che c'è un oggetto

that's confined to within its Schwarzschild radius.

ridotto al suo raggio di Scwarzschild.

And your job today is to be skeptical.

E il vostro compito, oggi, è quello di essere scettici.

Okay, so, I'm going to talk about no ordinary black hole;

Non vi parlerò di un buco nero comune;

I'm going to talk about supermassive black holes.

vi parlerò di un buco nero supermassiccio.

So, I wanted to say a few words about what an ordinary black hole is,

Volevo dire due parole sulla definizione di buco nero comune,

as if there could be such a thing as an ordinary black hole.

sempre che esista qualcosa come un buco nero comune.

An ordinary black hole is thought to be the end state

Si ritiene che un buco nero comune sia lo stadio finale

of a really massive star's life.

di una stella veramente massiccia.

So, if a star starts its life off

Quindi, se una stella inizia la sua vita

with much more mass than the mass of the Sun,

con una massa molto superiore a quella del Sole,

it's going to end its life by exploding

al termine della sua vita finirà per esplodere

and leaving behind these beautiful supernova remnants that we see here.

lasciandoci dei bellissimi resti di supernova quali vediamo qui.

And inside that supernova remnant

E al centro di quei resti di supernova

is going to be a little black hole

ci sarà un piccolo buco nero

that has a mass roughly three times the mass of the Sun.

la cui massa sarà pressappoco tre volte la massa del Sole.

On an astronomical scale

Su scala astronomica

that's a very small black hole.

si tratta di un buco nero molto piccolo.

Now, what I want to talk about are the supermassive black holes.

Ma ora voglio parlarvi dei buchi neri supermassicci

And the supermassive black holes are thought to reside at the center of galaxies.

che si crede siano al centro delle galassie.

And this beautiful picture taken with the Hubble Space Telescope

Questa bella foto scattata dal telescopio spaziale Hubble

shows you that galaxies come in all shapes and sizes.

vi mostra come le galassie esistano in ogni forma e dimensione.

There are big ones. There are little ones.

Ce ne sono di grandi e di piccole.

Almost every object in that picture there is a galaxy.

Quasi tutti gli oggetti di quella foto là sono galassie.

And there is a very nice spiral up in the upper left.

In alto a sinistra c'è una galassia a spirale molto graziosa.

And there are a hundred billion stars in that galaxy,

In quella galassia, ci sono centinaia di miliardi di stelle,

just to give you a sense of scale.

giusto per darvi un senso della sua grandezza.

And all the light that we see from a typical galaxy,

Tutta la luce che vediamo provenire da una galassia tipica,

which is the kind of galaxies that we're seeing here,

che sono le galssie che vediamo qui,

comes from the light from the stars.

deriva dalla luce stellare.

So, we see the galaxy because of the star light.

Quindi vediamo la galassia grazie alla luce delle sue stelle.

Now, there are a few relatively exotic galaxies.

Ci sono alcune galassie relativamente esotiche.

I like to call these the prima donna of the galaxy world,

Mi piace chiamarle "prime donne" del mondo galattico,

because they are kind of show offs.

poiché sono una specie di esibizioniste.

And we call them active galactic nuclei.

Le chiamiamo nuclei galattici attivi.

And we call them that because their nucleus,

Le definiamo così perché i loro nuclei,

or their center, are very active.

o i loro centri, sono molto attivi.

So, at the center there, that's actually where

In esse il centro è proprio il punto dal quale

most of the starlight comes out from.

proviene la maggior parte della luce.

And yet, what we actually see is light

Eppure la luce che vediamo

that can't be explained by the starlight.

non può essere spiegata solo dalla luce stellare.

It's way more energetic.

E' di gran lunga più intensa.

In fact, in a few examples it's like the ones that we're seeing here.

In alcuni casi è come quella che vediamo qui.

There are also jets emanating out from the center.

Dal centro partono dei getti

Again, a source of energy that's very difficult to explain

E di nuovo si tratta di energia molto difficile da spiegare

if you just think that galaxies are composed of stars.

se pensiamo che le galassie sono fatte solo di stelle.

So, what people have thought is that perhaps

L'ipotesi di qualcuno è che forse

there are supermassive black holes

ci sono buchi neri supermassicci

which matter is falling on to.

dentro i quali la materia cade.

So, you can't see the black hole itself,

Il buco nero in sé è invisibile,

but you can convert the gravitational energy of the black hole

ma la sua energia gravitazionale può essere convertita

into the light we see.

nella luce che vediamo.

So, there is the thought that maybe supermassive black holes

Riassumendo, si presume che i buchi neri supermassicci

exist at the center of galaxies.

esistano al centro delle galassie.

But it's a kind of indirect argument.

Ma è una sorta di prova indiretta.

Nonetheless, it's given rise to the notion

Ciò nonostante, questo ha fatto nascere l'ipotesi

that maybe it's not just these prima donnas

che forse non siano solo queste "prime donne"

that have these supermassive black holes,

ad avere dei buchi neri supermassicci,

but rather all galaxies might harbor these

ma piuttosto che tutte le galassie abbiano al loro centro

supermassive black holes at their centers.

un buco nero supermassiccio.

And if that's the case -- and this is an example of a normal galaxy;

E se è così -- Questo è l'esempio di una galassia comune;

what we see is the star light.

e la luce che vediamo è luce stellare.

And if there is a supermassive black hole,

Se c'è un buco nero supermassiccio,

what we need to assume is that it's a black hole on a diet.

dobbiamo supporre che si tratti di un buco nero "a dieta",

Because that is the way to suppress the energetic phenomena that we see

perché questo è l'unico modo per spiegare l'assenza dei fenomeni legati all'energia

in active galactic nuclei.

nei nuclei galattici attivi.

If we're going to look for these stealth black holes

Se dovessimo cercare questi buchi neri invisibili

at the center of galaxies,

al centro delle galassie,

the best place to look is in our own galaxy, our Milky Way.

il miglior luogo dove cercarli sarebbe nella nostra galassia, la Via Lattea.

And this is a wide field picture

Questa è una foto panoramica

taken of the center of the Milky Way.

del centro della Via Lattea.

And what we see is a line of stars.

Quello che vediamo è una fila di stelle.

And that is because we live in a galaxy which has

Questo succede perché viviamo in una galassia

a flattened, disk-like structure.

dalla struttura appiattita e discoidale.

And we live in the middle of it, so when we look towards the center,

Siamo nel mezzo di essa quindi quando guardiamo verso il suo centro,

we see this plane which defines the plane of the galaxy,

vediamo questo piano che definisce il piano della galassia

or line that defines the plane of the galaxy.

o linea che definisce il piano della stessa.

Now, the advantage of studying our own galaxy

Il vantaggio di studiare la nostra galassia

is it's simply the closest example of the center of a galaxy

sta nel fatto che è semplicemente il centro galattico più vicino

that we're ever going to have, because the next closest galaxy

che avremmo mai l'occasione di osservare poiché la galassia più vicina oltre la nostra

is 100 times further away.

è lontana cento volte tanto.

So, we can see far more detail in our galaxy

Quindi, nella nostra galassia possiamo scorgere molti più dettagli

than anyplace else.

che altrove.

And as you'll see in a moment, the ability to see detail

Come vedrete fra pochissimo, l'abilità di notare dettagli

is key to this experiment.

è determinante per l'esperimento.

So, how do astronomers prove that there is a lot of mass

Quindi, come fanno gli astronomi a dimostrare che c'è molta massa

inside a small volume?

in un piccolo volume?

Which is the job that I have to show you today.

Ed è proprio quello che dovrei mostrarvi oggi.

And the tool that we use is to watch the way

Lo strumento è l'osservazione del modo in cui

stars orbit the black hole.

le stelle orbitano attorno al buco nero.

Stars will orbit the black hole

Le stelle orbitano attorno al buco nero

in the very same way that planets orbit the sun.

allo stesso modo in cui i pianeti orbitano attorno al Sole.

It's the gravitational pull

E' l'attrazione gravitazionale

that makes these things orbit.

che le fa orbitare.

If there were no massive objects these things would go flying off,

Se non ci fossero oggetti massicci le stelle fuggirebbero via,

or at least go at a much slower rate

o si muoverebbero ad una velocità minore,

because all that determines how they go around

poiché il loro comportamento è determinato unicamente

is how much mass is inside its orbit.

dalla quantità di massa presente nella loro orbita.

So, this is great, because remember my job is to show

Ebbene, questo è fantastico, perché, se vi ricordate, il mio compito è quello di dimostrare che

there is a lot of mass inside a small volume.

c'è molta massa in un volume ridotto.

So, if I know how fast it goes around, I know the mass.

Quindi, se conosco la velocità di un oggetto ne conosco la massa.

And if I know the scale of the orbit I know the radius.

E se conosco le dimensioni della sua orbita, ne conosco il raggio.

So, I want to see the stars

Quindi, devo osservare le stelle

that are as close to the center of the galaxy as possible.

che sono vicine al centro della galassia.

Because I want to show there is a mass inside as small a region as possible.

Dato che voglio dimostrare l'esistenza di una massa in una regione piccolissima

So, this means that I want to see a lot of detail.

devo stare attenta a molti dettagli.

And that's the reason that for this experiment we've used

E questo è il motivo per cui abbiamo usato per questo esperimento

the world's largest telescope.

il telescopio più grande del mondo.

This is the Keck observatory. It hosts two telescopes

Questo è l'osservatorio Keck. Ha due telescopi

with a mirror 10 meters, which is roughly

con degli specchi di 10 metri ciascuno, che equivale pressappoco

the diameter of a tennis court.

al diametro di un campo da tennis.

Now, this is wonderful,

Questo è bellissimo

because the campaign promise

poiché la promessa pubblicitaria

of large telescopes is that is that the bigger the telescope,

dei telescopi di grandi dimensioni sta nel fatto che più un telescopio è grande,

the smaller the detail that we can see.

più sono piccoli i dettagli che si possono vedere.

But it turns out these telescopes, or any telescope on the ground

Ma in pratica questi telescopi, come qualunque altro telescopio sulla Terra,

has had a little bit of a challenge living up to this campaign promise.

hanno avuto qualche difficoltà nel mantenere questa promessa

And that is because of the atmosphere.

La causa è l'atmosfera.

Atmosphere is great for us; it allows us

Per noi, l'atmosfera è importantissima, ci permette

to survive here on Earth.

di sopravvivere qui sulla Terra.

But it's relatively challenging for astronomers

Ma è piuttosto un problema per gli astronomi

who want to look through the atmosphere to astronomical sources.

che vogliano guardare gli astri attraverso di essa.

So, to give you a sense of what this is like,

Ecco, per darvi un'idea,

it's actually like looking at a pebble

è come osservare un ciottolo

at the bottom of a stream.

sul fondo di un torrente.

Looking at the pebble on the bottom of the stream,

L'immagine del ciottolo sul fondo del fiume,

the stream is continuously moving and turbulent,

a causa della turbolenza e del movimento dell'acqua,

and that makes it very difficult to see the pebble on the bottom of the stream.

è molto distorta.

Very much in the same way, it's very difficult

Allo stesso modo, a causa dell'atmosfera

to see astronomical sources, because of the

in continuo movimento, è molto difficile

atmosphere that's continuously moving by.

l'osservazione delle fonti astronomiche.

So, I've spent a lot of my career working on ways

Ho dedicato buona parte della mia carriera alla ricerca di soluzioni

to correct for the atmosphere, to give us a cleaner view.

a questo problema, soluzioni che possano fornirci immagini nitide.

And that buys us about a factor of 20.

E questo ci permette di vedere 20 volte di più.

And I think all of you can agree that if you can

Credo che sarete tutti d'accordo sul fatto che, se si potesse

figure out how to improve life by a factor of 20,

scoprire come innalzare il livello di vita di 20 volte

you've probably improved your lifestyle by a lot,

sarebbe un grande salto di qualità,

say your salary, you'd notice, or your kids, you'd notice.

ad esempio per quanto riguarda il vostro salario o i vostri figli.

And this animation here shows you one example of

Quest'animazione è un esempio

the techniques that we use, called adaptive optics.

della tecnica che utilizziamo, la cosiddetta ottica adattiva.

You're seeing an animation that goes between

State osservando un'animazione che vi mostra

an example of what you would see if you don't use this technique --

un esempio di quello che vedreste se non utilizzaste questa tecnica.

in other words, just a picture that shows the stars --

In altre parole, è una foto delle stelle.

and the box is centered on the center of the galaxy,

L'obiettivo è puntato sul centro della galassia,

where we think the black hole is.

dove crediamo ci sia il buco nero.

So, without this technology you can't see the stars.

Senza questa tecnologia le stelle non si vedono.

With this technology all of a sudden you can see it.

Con questa tecnologia, tutto d'un tratto le potete vedere.

This technology works by introducing a mirror

Questa tecnologia usa uno specchio

into the telescope optics system

che si muove in continuazione all'interno

that's continuously changing to counteract what the atmosphere is doing to you.

del sistema ottico del telescopio per contrastare quello che fa l'atmosfera.

So, it's kind of like very fancy eyeglasses for your telescope.

E' una sorta di occhiali di lusso per il telescopio.

Now, in the next few slides I'm just going to focus on

Nelle prossime diapositive mi concentrerò semplicemente

that little square there.

su quel piccolo quadrato laggiù.

So, we're only going to look at the stars inside that small square,

Guarderemo solo le stelle che si trovano dentro quel piccolo riquadro,

although we've looked at all of them.

anche se le abbiamo osservate tutte.

So, I want to see how these things have moved.

L'intenzione è di vedere come queste si muovono.

And over the course of this experiment, these stars

Nel corso di questo esperimento queste stelle

have moved a tremendous amount.

si sono mosse moltissimo.

So, we've been doing this experiment for 15 years,

Sono 15 anni che conduciamo questo esperimento

and we see the stars go all the way around.

e vediamo come le stelle ruotino in circolo.

Now, most astronomers have a favorite star,

La maggior parte degli astronomi hanno una stella preferita

and mine today is a star that's labeled up there, SO-2.

e la mia di oggi è la SO-2, che si trova proprio lì.

Absolutely my favorite star in the world.

E' in assoluto la mia preferita.

And that's because it goes around in only 15 years.

E questo perché compie un'intera rivoluzione in soli 15 anni.

And to give you a sense of how short that is,

Per darvi un'idea di quanto breve sia questo suo moto di rivoluzione (vi ricordo che)

the sun takes 200 million years to go around the center of the galaxy.

il Sole ci mette 200 milioni di anni per orbitare attorno al centro della galassia.

Stars that we knew about before, that were as close to the center of the galaxy

Stelle di nostra vecchia conoscenza, che si trovano vicinissime

as possible, take 500 years.

al centro galattico, ci mettono 500 anni.

And this one, this one goes around in a human lifetime.

Mentre questa stella ci mette il tempo di una vita umana.

That's kind of profound, in a way.

Molto intimo in un certo senso.

But it's the key to this experiment. The orbit tells me

Ma è la chiave dell'esperimento. L'orbita mi permette di capire

how much mass is inside a very small radius.

quanta massa c'è all'interno di uno spazio molto piccolo.

So, next we see a picture here that shows you

La prossima è una foto che vi mostra

before this experiment the size to which we could

le dimensioni nelle quali ci era possibile confinare

confine the mass of the center of the galaxy.

la massa del centro galattico prima di questo esperimento.

What we knew before is that there was four million

Quello che sapevamo allora era che all'interno di quel cerchio

times the mass of the sun inside that circle.

c'era una massa pari a 4 milioni di volte quella del Sole.

And as you can see, there was a lot of other stuff inside that circle.

Come potete vedere, dentro quel cerchio c'erano tante altre cose.

You can see a lot of stars.

Si possono vedere molte stelle.

So, there was actually lots of alternatives

In realtà, c'erano molte alternative

to the idea that there was a supermassive black hole at the center of the galaxy,

all'ipotesi che ci fosse un buco nero supermassiccio al centro della galassia,

because you could put a lot of stuff in there.

poiché c'era spazio per molto altro.

But with this experiment, we've confined

Ma con questo esperimento abbiamo concentrato

that same mass to a much smaller volume

quella stessa massa in un volume molto più piccolo,

that's 10,000 times smaller.

ovvero in un spazio 10 mila volte più piccolo.

And because of that, we've been able to show

E proprio per questo siamo stati in grado di dimostrare

that there is a supermassive black hole there.

la presenza di un buco nero supermassiccio.

To give you a sense of how small that size is,

Per darvi un'idea di quanto le dimensioni siano piccole:

that's the size of our solar system.

questa è la dimensione del nostro sistema solare.

So, we're cramming four million times the mass of the sun

e noi stiamo stipando 4 milioni di volte la massa del Sole

into that small volume.

in quel piccolo volume.

Now, truth in advertising. Right?

Verità nella pubblicità. Giusto? *****

I have told you my job is to get it down to the Schwarzchild radius.

Vi ho detto che il mio compito è di trovare il raggio di Schwarzchild.

And the truth is, I'm not quite there.

In realtà, non l'ho ancora trovato.

But we actually have no alternative today

Eppure, oggi non abbiamo ancora alternative

to explaining this concentration of mass.

plausibili per spiegare questa concentrazione di massa.

And, in fact, it's the best evidence we have to date

E' la prova migliore che abbiamo ad oggi

for not only existence of a supermassive black hole

dell'esistenza di un buco nero supermassiccio

at the center of our own galaxy, but any in our universe.

al centro non solo della nostra galassia, ma di qualunque altra nell'universo.

So, what next? I actually think

Quindi che fare? Credo proprio che questo

this is about as good as we're going to do with today's technology,

sia il meglio che possiamo fare con la tecnologia attuale

so let's move on with the problem.

Andiamo avanti col problema.

So, what I want to tell you, very briefly,

Quello che vorrei mostrarvi, molto brevemente,

is a few examples

sono alcuni esempi

of the excitement of what we can do today

di quello che oggi possiamo fare

at the center of the galaxy, now that we know that there is,

ora che sappiamo

or at least we believe,

o almeno crediamo di sapere che al centro della galassia,

that there is a supermassive black hole there.

c'è un buco nero supermassiccio.

And the fun phase of this experiment

La parte divertente dell'esperimento sta nel fatto che,

is, while we've tested some of our ideas

mentre verificavamo alcune delle nostre teorie

about the consequences of a supermassive black hole

sulle conseguenze di un buco nero supermassiccio

being at the center of our galaxy,

al centro della nostra galassia,

almost every single one

quasi tutte le nostre perevisioni, senza eccezioni,

has been inconsistent with what we actually see.

si sono rivelate inconsistenti con quello che abbiamo osservato.

And that's the fun.

E questa è la cosa divertente.

So, let me give you the two examples.

Vi faccio qualche esempio.

You can ask, "What do you expect

Potreste chiedere: "Cosa vi aspettavate

for the old stars, stars that have been around the center of the galaxy

da stelle antiche, quelle che orbitano attorno al centro galattico da molto tempo,

for a long time, they've had plenty of time to interact with the black hole."

Hanno avuto abbastanza tempo per interagire con il buco nero."

What you expect there is that old stars

Quello che ci si aspetta è che le stelle antiche

should be very clustered around the black hole.

siano ammassate attorno al buco nero.

You should see a lot of old stars next to that black hole.

Dovremmo vedere molte stelle antiche vicino a quel buco nero.

Likewise, for the young stars, or in contrast, the young stars,

Per le stesse ragioni , al contrario, le stelle giovani

they just should not be there.

non dovrebbero esserci.

A black hole does not make a kind neighbor to a stellar nursery.

Infatti un buco nero non è un buon vicino per un "asilo stellare".

To get a star to form, you need a big ball of gas and dust to collapse.

Una stella, per formarsi, ha bisogno che una palla di gas e di polvere collassino.

And it's a very fragile entity.

Si tratta di un'entità molto instabile.

And what does the big black hole do?

Ma cosa fa il vicino grande buco nero?

It strips that gas cloud apart.

Smantella la nube gassosa.

It pulls much stronger on one side than the other

La sua forza di attrazione è molto più potente di quella collassante

and the cloud is stripped apart.

e la nube viene smembrata.

In fact, we anticipated that star formation shouldn't proceed in that environment.

In effetti, immaginavamo che la formazione stellare non potesse accadere in quell'ambiente.

So, you shouldn't see young stars.

Quindi, non si dovrebbero poter vedere stelle giovani.

So, what do we see?

Cosa vediamo allora?

Using observations that are not the ones I've shown you today,

Utilizzando metodi di osservazione diversi da quelli che vi ho mostrato oggi,

we can actually figure out which ones are old and which ones are young.

possiamo in realtà distinguere le stelle antiche dalle giovani.

The old ones are red.

Le antiche sono rosse.

The young ones are blue. And the yellow ones, we don't know yet.

Le giovani sono azzurre, e le gialle, ancora non sappiamo.

So, you can already see the surprise.

Potete comprendere il nostro sconcerto.

There is a dearth of old stars.

C'è una carenza di stelle antiche.

There is an abundance of young stars, so it's the exact opposite of the prediction.

Le stelle giovani sono in abbondanza, esattamente il contrario delle nostre aspettative.

So, this is the fun part.

Questo è il bello.

And in fact, today, this is what we're trying to figure out,

In fatti adesso cerchiamo di capire

this mystery of how do you get --

il mistero di come --

how do you resolve this contradiction.

di come si viene a capo di questa contraddizione.

So, in fact, my graduate students

In realtà, i miei laureandi

are, at this very moment, today, at the telescope,

sono proprio ora presso il telescopio hawaiano

in Hawaii, making observations to get us

per scrutare il cielo e, speriamo, per farci

hopefully to the next stage,

progredire al prossimo stadio,

where we can address this question

in cui possiamo rispondere alla domanda

of why are there so many young stars,

del perché ci siano così tante stelle giovani

and so few old stars.

e così poche stelle antiche.

To make further progress we really need to look at the orbits

Per fare dei progressi, dobbiamo veramente osservare le orbite

of stars that are much further away.

delle stelle che sono ancora più lontane.

To do that we'll probably need much more

Per farlo, probabilmente avremo bisogno di una tecnologia

sophisticated technology than we have today.

molto più sofisticata di quella che abbiamo oggi,

Because, in truth, while I said we're correcting

In realtà, quando ho detto che correggiamo la poca chiarezza

for the Earth's atmosphere, we actually only

Indotta dall'atmosfera terrestre, intendevo dire che correggiamo

correct for half the errors that are introduced.

solo la metà degli errori introdotti da essa.

We do this by shooting a laser up into the atmosphere,

L'abbiamo fatto lanciando un raggio laser nell'atmosfera

and what we think we can do is if we

e pensiamo di poter correggere anche il resto

shine a few more that we can correct the rest.

proiettandone altri.

So this is what we hope to do in the next few years.

Questo è quello che speriamo di fare nei prossimi anni.

And on a much longer time scale,

Ma in tempi più lunghi

what we hope to do is build even larger telescopes,

quello su cui contiamo è la costruzione di telescopi più grandi,

because, remember, bigger is better in astronomy.

perché, ricordatevi, in astronomia più una cosa è grande meglio è.

So, we want to build a 30 meter telescope.

Vogliamo costruire un telescopio di 30 m.

And with this telescope we should be able to see

E con esso dovremmo essere in grado di scorgere

stars that are even closer to the center of the galaxy.

le stelle ancora più vicine al centro galattico.

And we hope to be able to test some of

Speriamo anche di poter verificare alcune delle teorie

Einstein's theories of general relativity,

sulla relatività generale di Einstein,

some ideas in cosmology about how galaxies form.

alcune idee cosmologiche sulla formazione delle galassie.

So, we think the future of this experiment

Pensiamo che il futuro di questo esperimento

is quite exciting.

sia molto entusiasmante.

So, in conclusion, I'm going to show you an animation

Concludendo, vi mostrerò un'animazione in 3D

that basically shows you how these

che mostra come le orbite

orbits have been moving, in three dimensions.

siano cambiate, in 3D

And I hope, if nothing else,

Spero, se non altro,

I've convinced you that, one, we do in fact

di avervi convinto che, come prima cosa, ci sia veramente

have a supermassive black hole at the center of the galaxy.

un buco nero al centro della nostra galassia.

And this means that these things do exist in our universe,

Questo prova che questi oggetti esistono veramente nel nostro universo,

and we have to contend with this, we have to explain

dobbiamo affrontarli e spiegare

how you can get these objects in our physical world.

come si siano formati nel nostro mondo fisico.

Second, we've been able to look at that interaction

Come seconda cosa, siamo stati in grado di osservare l'interazione

of how supermassive black holes interact,

dei buchi neri supermassicci

and understand, maybe, the role in which they play

e forse di capire li ruolo che ahnno

in shaping what galaxies are, and how they work.

nella formazione e nel funzionamento delle galassie.

And last but not least,

Come ultima cosa, ma non meno importante,

none of this would have happened

nulla di tutto ciò sarebbe stato possibile

without the advent of the tremendous progress

senza l'avvento del formidabile progresso

that's been made on the technology front.

in campo tecnologico.

And we think that this is a field that is moving incredibly fast,

Secondo noi, si tratta di un campo in continua evoluzione

and holds a lot in store for the future.

che ci riserverà molte sorprese in futuro.

Thanks very much.

Grazie mille.

(Applause)

(Applausi)