Scienza e Tecnologia

Eureka, un buco nero! Ecco di cosa si tratta

È recentissima la notizia del “buco nerofotografato per la prima volta come dimostrazione, finalmente, dell’esistenza di questi incredibili mostri celesti.

La notizia, naturalmente, in pochissimo tempo ha fatto il giro del mondo, lasciando studiosi e non a bocca aperta per un successo che deriva da anni di studio e ricerca.


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Tutto sulla scorta di congetture e teorie di grandi pensatori che in epoche tecnologicamente impreparate avevano già ipotizzato l’esistenza dei così detti buchi neri; e ancora una volta il merito va al genio di Albert Einstein che aveva immaginato, nella sua teoria della relatività generale, la presenza di corpi celesti massivi con elevate capacità gravitazionali.

La prima foto di un buco nero

Ma un altro grande scienziato che in tale campo ha dato un forte contributo, scomparso di recente, è Stephen Hawking il quale non solo ha spiegato in maniera chiara ed inequivocabile la presenza dei buchi neri, ma li ha descritti, li ha esposti, li ha studiati e li ha immaginati proprio come oggi vediamo la foto scattata dagli scienziati della collaborazione internazionale EHT Event Horizon Telescope, cui hanno partecipato ricercatrici dell’INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e dell’INAF Istituto Nazionale di Astrofisica.


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La foto in particolare mette in evidenza l’orizzonte degli eventi, ma procediamo per gradi.

Cos’è in realtà un buco nero?

Dunque, che cos’è in realtà un buco nero? Le parole chiave sono: stella, massa e gravità. Anche il buco nero, come tante altre realtà astronomiche entrate nell’immaginario collettivo, ha popolato centinaia di racconti, decine di film e narrazioni in tutto il mondo.


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In verità il buco nero, coniato dal fisico statunitense John Archibald Wheeler negli anni ’60, non è né un buco, né nero, ma si comporta come se lo fosse. È un buco perché nulla sfugge ad esso, ed è nero perché non concedendo scampo neanche ai fotoni risulta alla nostra percezione di colore nero. Un mostro che tutto inghiotte e che non perdona niente e nessuno che intralci il suo cammino.

La nascita di un buco nero

Quindi la nascita di un siffatto corpo celeste dipende dalla massa della stella. Come sappiamo il nostro Sole tra circa cinque miliardi di anni inizierà la sua ultima fase di vita, divenendo prima una Gigante Rossa, più fredda, ma molto più grande fino ad ingoiare Mercurio, Venere e Terra.

Poi passerà allo stadio del collasso gravitazionale fino a diventare una Nana bianca, ma a causa della sua massa ridotta, il Sole non diventerà mai un buco nero. Ma di stelle enormemente più grandi del Sole nell’Universo ve ne sono a miliardi. Se una stella possiede una massa milioni di volte quella del Sole allora sarà un’ottima candidata a diventare un buco nero.


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Essa, al termine di utilizzo del proprio combustibile, esploderà espandendosi e poi sarà vittima della propria irresistibile forza di gravità, diventando così un temibile buco nero; una stella densissima che per quelle più massicce può arrivare anche a valori pari a 1,36 x 108 masse solari con una forza gravitazionale che la nostra immaginazione avrebbe difficoltà a concepire. Ed è per questo motivo che neanche la luce riesce a sfuggirgli, ecco perché il termine “nero”.

Cosa accade in un buco nero?

Ma in prossimità e all’interno del buco nero accadono cose incredibili; secondo la teoria della relatività di Einstein, lo spazio si piega a causa della forza gravitazionale, così un buco nero si incurva all’infinito, per via del suo peso enorme. Nei buchi neri le normali leggi della fisica sono messe fuori gioco. Ma come hanno fatto gli scienziati a capirne l’esistenza?


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Ovviamente dall’effetto che esso produce sulla materia in avvicinamento. E torniamo alla foto tanto apprezzata in queste ultime settimane. In effetti, l’immagine non ci fa vedere il buco nero in quanto tale, ma la materia che vorticosamente gli sta girando intorno prima di essere risucchiata. E qui torniamo all’orizzonte degli eventi. Immaginiamo di imbarcarci su di una navicella spaziale con destinazione “buco nero”. Immaginiamo di arrivare ad una certa distanza.


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Qui ovviamente l’immaginazione dovrà funzionare al massimo delle proprie capacità! A tale distanza di sicurezza noteremmo esplosioni, gas ad altissime temperature, brillamenti improvvisi, tutto in un vortice senza fine intorno al mostro nero.

Cosa succede se ci avviciniamo ad un buco nero?

Mano a mano che ci avviciniamo la nostra sicurezza viene messa in discussione. La nostra navicella sta per varcare un confine immaginario, chiamato orizzonte degli eventi, oltre il quale non si potrà tornare più indietro. Al di là di quel confine il nostro viaggio continuerà nell’infinito con conseguenze che non possiamo conoscere e neanche immaginare. Certamente la nostra navicella, insieme all’equipaggio, verrebbe trasformata in uno spaghetto per poi essere dilaniata definitivamente.

Il buco nero non perdona, non lascia scampo. Insomma, una enorme bocca che mangia tutto, ma senza mai ingrassare. Questo perché? Dove finisce tutta la materia ingurgitata? Innanzitutto, la materia si trasforma in energia, ma poi? Nessuno ancora lo sa.


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Hawking aveva una congettura molto interessante e cioè che per le leggi di simmetria in fisica, se in una zona del cosmo vi è un oggetto che ingoia tutto, da un’altra parte del cosmo (non necessariamente lo stesso) vi sarà un oggetto che rigetterà tutto e molto probabilmente sarà la stessa materia o energia “mangiata” dal buco nero; questi oggetti sono stati indicati dal genio britannico come “buchi bianchi”, così come fecero lo stesso Einstein e Nathan Rosen molti decenni prima, costituendo così un passaggio “segreto” nello spazio tempo, ma questa è tutt’altra storia o meglio, questo è tutto un altro universo…

A cura di Antonio Vincensi

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