Antonio Signore, agosto 2022

I Buchi Neri, da sempre per noi corpi enigmatici, hanno una vita che dura miliardi e miliardi di anni ed una massa centinaia di milioni di volte quella del nostro Sole.

Alla scoperta dei Buchi Neri



Lo spazio-tempo

I buchi neri distorcono lo spazio e il tempo, ciò avviene quando una massa solare si confina all'interno di una sfera con 3 km di raggio, questa distorsione diventa estrema superato l'orizzonte degli eventi, raffigurato come una superficie chiusa a forma di sferoide, che segna il limite di non ritorno ovvero il punto da cui nulla può uscire compresa la luce e il tempo stesso.


I tipi di buchi neri

I buchi neri si dividono in tre categorie a seconda della loro massa.


I Buchi Neri Primordiali

Affinché si formi un buco nero, non deve necessariamente prodursi il collasso di una stella, ma basterebbe un’elevata densità dello spazio circostante, ai giorni nostri questo fenomeno è impossibile perché la densità dell’universo diminuisce costantemente.


L’espansione dell'universo aumenta la sua dimensione, senza però creare nuova materia perciò, la sua densità diminuisce costantemente, ed è proprio per questo motivo, che è impossibile che si formino nuovi buchi neri primordiali e nel caso dovessero formarsi, avrebbero una vita molto breve, infatti, evaporerebbero quasi istantaneamente, questa teoria è stata formulata dal fisico britannico Stephen Hawking nel 1971.


I Wormhole (Ponte di Einstein-Rosen)

I Ponti di "Einstein-Rosen", più comunemente chiamati Wormhole possono essere considerati parenti prossimi dei Buchi Neri. Forse possono essere la porta per viaggiare nel tempo o per l'esplorazione di altri universi.


Se immaginiamo lo spazio-tempo come una membrana elastica, un Wormhole sarebbe un tubo che connette due fori in punti diversi della stessa superficie.

Il tunnel potrebbe collegare anche due membrane indipendenti, che rappresenterebbero due Universi distinti. Uno dei due fori assorbe materia come un Buco Nero; l'altro la emette (Buco Bianco). Nei Wormhole non c'è alcuna singolarità. Le condizioni di formazione dei Wormhole sono tuttora sconosciute.

Com'è fatto un Buco Nero?



Il disco di accrescimento e il getto di particelle

Un Buco Nero che ruota trascina a sua volta lo spazio-tempo stesso. La materia nelle vicinanze è intrappolata nel vortice ed è riscaldata a mano a mano che si avvicina all'orizzonte degli eventi, emettendo enormi quantità di energia.


Il reticolo dei campi elettromagnetici che si stabiliscono nel disco di accrescimento, o in prossimità del Buco Nero stesso, espelle con violenza un getto di particelle cariche elettricamente.


L'orizzonte degli eventi

L'orizzonte degli eventi, può essere considerato come la porta d'ingresso di buco nero. Questa linea immaginaria delimita il confine di non ritorno da cui neanche la luce può scappare.


Oltre questo punto nessuno sa cosa si trovi, ci sono molte teorie, la più accreditata sostiene che, oltre l'orizzonte degli eventi la distorsione dello spazio-tempo diventi infinita, così da formare una singolarità.


La singolarità

Nel cuore dei buchi neri si racchiude il mistero più grande dell'universo: la singolarità.


Nessuno sa con certezza che cosa sia o che cosa accada al suo interno ma, in base alle simulazioni si pensa che, oltre l'orizzonte degli eventi, quindi entrando nella singolarità, avvenga la spaghettificazione del corpo, ovvero lo stiramento degli atomi fino alla loro disgregazione.


Un'incognita nell’incognita è la singolarità instabile, questo avviene quando la luce o la materia perturbano la singolarità, facendo sì che questa smetta di causare stiramenti solo radiali e compressioni solo laterali, ma questi effetti si manifestino in direzioni differenti che cambiano in modo casuale e ogni volta sempre più rapidamente.


L'impossibilità di una singolarità "nuda"

Alcune teorie dicono che possono esistere delle singolarità nude, quindi senza un orizzonte degli eventi, questa tipologia di singolarità e improbabile perché violerebbe la congettura di censura cosmica del fisico inglese Roger Penrose secondo il quale, la singolarità deve essere sempre protetta da un orizzonte degli eventi.

La celebre equazione di Hawking

La celebre equazione di Hawking (a sinistra) dimostra che anche i Buchi Neri emettono una debole radiazione, detta, appunto, "radiazione di Hawking".





Bibliografia



Informazioni prese dal libro: Atlante del cosmo, I Buchi Neri - edizione 2018 - National Geographic