Aggiornato il 1 Maggio 2024
Un buco nero è un corpo celeste di cui sappiamo estremamente poco e, per ora, possiamo reperire poche informazioni. Un buco nero è una regione dello spazio dove persiste una gravità enorme, dovuta alla presenza di un corpo estremamente massiccio. Infatti la relatività generale del celebre Albert Einstein afferma che in presenza di una grande massa vi è una forte gravità; nel nostro caso è così forte che riesce a deflettere lo spazio-tempo.
Un buco nero si forma quando una stella esplode; una stella può esplodere solo quando la fusione nucleare che la tiene in equilibrio con la gravità si sbilancia a causa della mancanza di sostanze essenziali come l’idrogeno (H) o elementi più pesanti. Per diventare un buco nero serve che la stella abbia una massa di almeno venti volte più pesante di quella solare; infatti se ha una massa troppo piccola si trasformerà in una nana bianca, se ha una massa molto grande, ma non sufficiente, diventerà una stella di neutroni, un fenomeno molto ampio e complesso, se ha una massa sufficientemente grande, la gravità vince e diventerà un buco nero; ecco perché la gravità dei buchi neri si misura in “masse solari”.
La cosiddetta superficie del buco nero si chiama ‘orizzonte degli eventi’ e una volta superata quella non si può più uscire. Vista da fuori è completamente nera perchè neanche la luce riesce a uscire. Intorno all’orizzonte degli eventi ruotano piccoli frammenti di materia che girano attorno al buco nero prima di essere inghiottiti: l’attrito fra di loro genera energia termica e crea della “luce” che gli strumenti possono vedere. Se provassimo a lanciare un orologio verso l’orizzonte degli eventi, lo vedremmo ticchettare sempre più lentamente. Questo concetto fa parte della relatività generale di Einstein: il tempo scorre più lentamente in presenza di una massa molto grande dove il campo gravitazionale è più intenso. Vedremmo l’orologio rallentare sempre di più, ma non lo vedremmo mai attraversare l’orizzonte degli eventi perché la lunghezza d’onda della luce che parte dall’orologio verso di noi verrebbe stirata. Questo concetto si chiama fenomeno dello spostamento verso il rosso.
Adesso addentriamoci un po’ più a fondo: cosa c’è al centro di un buco nero? Non lo sappiamo, ma seguendo la relatività dovrebbe esserci una cosiddetta “singolarità”. In fisica quando si parla di singolarità si intende che non si ha la minima idea di cosa sia, tecnicamente dovrebbe essere un continuo collasso dimensionale con densità e gravità infinite. Una teoria sulla singolarità, ovvero la teoria dei buchi bianchi in due universi paralleli, è stata creata da Stephen Hawking. In questa teoria le singolarità sono il centro di un wormhole, ovvero un punto di passaggio per un altro Universo. Vi sono svariate teorie connesse ai buchi neri: oltre alle onde gravitazionali che ci svelano molte cose su essi ma non ci permettono di capirne la posizione esatta, esiste una teoria proposta sempre da Stephen Hawking chiamata Radiazione di Hawking, sulla base di alcuni studi precedenti di Jacob Bekenstein; ovvero che i buchi neri emanano radiazioni termiche. Infatti, in fisica la radiazione di Bekenstein-Hawking è una radiazione termica che si ritiene sia emessa dai buchi neri.
Vorrei finire con il ringraziare una persona, la mia professoressa di scienze Daniela Farace, della scuola Nino Martoglio a Belpasso.
Contributo per le Briciole Spaziali, rubrica vietata ai maggiori di 14 anni a cura di Anna Wolter, Adamantia Paizis, Mariachiara Falco, Maria Teresa Fulco e Martina Cardillo. L’iniziativa di questa rubrica nasce nell’ambito del Gruppo Storie dell’INAF.
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