All’interno del panorama fisico, seminati nel vuoto che si estende tra le galassie, si nascondono i buchi neri, alcuni dei fenomeni più enigmatici e affascinanti dell’intero universo. Queste entità cosmiche, dall’immenso potere gravitazionale, hanno da sempre catturato, oltre che la materia, anche la curiosità dell’uomo nei loro confronti; proprio perché catturati dal loro fascino, in questo articolo esploreremo le caratteristiche fisiche del buco nero, la loro formazione e le diverse tipologie che caratterizzano questa entità fisica, addentrandoci all’interno dei suoi segreti senza sapere se riusciremo mai ad uscirne.

IL POZZO DEI DESIDERI PIU’ PROFONDO DELL’UNIVERSO

Un buco nero è un’area delimitata nello spazio in cui la forza gravitazionale è così intensa che nulla, nemmeno la luce, può sfuggirne. Questo fenomeno è dovuto alla presenza di un’elevata massa stipata all’interno di un volume in proporzione molto più piccolo. Il principale punto di massa di un buco nero è chiamato singolarità; per descrivere al meglio la singolarità, dobbiamo immaginarci un telo che tiriamo alle  estremità, sul quale facciamo cadere prima una pallina da golf, poi una da tennis e in seguito una da bowling, compiendo questa azione, noteremo che il telo si fletterà sotto il peso del corpo che vi abbiamo poggiato sopra e che la profondità della curva sarà più grande in base al peso dell’oggetto adagiato sul telo; per rappresentare la singolarità è necessario pensare ad una curva così profonda da poterla definire infinita, possiamo quindi concludere che anche la massa che sta originando la depressione sia infinita. La singolarità è circondato da una superficie chiamata orizzonte degli eventi, oltre la quale nulla può più fuoriuscire perché caduto nel vortice della singolarità, un vero e proprio imbuto che fa cadere dentro il proprio centro ogni cosa nei suoi dintorni.

LA NASCITA DI UN BUCO NERO

I buchi neri possono formarsi in diverse maniere. Uno dei modi più comuni è attraverso il collasso di una stella massiccia ormai destinata a spegnersi. Quando una stella esaurisce il suo combustibile nucleare, il quale grazie a delle reazioni di fusione tra gl’atomi riesce a contrastare la gravità, la pressione termica che la mantiene in equilibrio viene sopraffatta, causando un collasso gravitazionale. Se la massa residua supera una certa soglia, il nucleo della stella collasserà in una singolarità, formando un buco nero stellare, se invece la massa non sarà sufficiente, potrà essere generata una stella di neutroni, corpo stellare dalla massa già di per se immensa. I buchi neri stellari hanno una massa compresa tra qualche volta quella del Sole e diverse decine di masse solari.

Un altro tipo di buco nero sono quelli super massicci, che si ipotizzano trovarsi al centro di ogni galassia; come dice il nome, questi buchi neri sono caratterizzati sia dalla loro massa che dal loro volume spropositato. Si ritiene che si formino attraverso il collasso di enormi nubi di gas e polvere, in seguito all’esplosione di una supernovae o attraverso la fusione di buchi neri stellari. I buchi neri super massicci, al contrario, hanno una massa milioni o addirittura miliardi di volte quella del Sole.

Esistono anche teorie sulla possibile esistenza di buchi neri microscopici, che si formerebbero a seguito di processi quantistici estremamente complessi. Tuttavia, queste ipotesi sono ancora oggetto di studio e dibattito tra gli studiosi; inoltre quest’ultima tipologia, proprio per le sue dimensioni ridotte, sarebbe possibile da ricreare in laboratorio, sfruttando le collisioni che avvengono all’interno degl’acceleratori di particelle.

LA DIETA DI UN BUCO NERO

Una delle caratteristiche più sorprendenti dei buchi neri è la loro capacità di inghiottire tutto ciò che vi si avvicina troppo. Quando un corpo, come una stella o una nube di gas, oltrepassa l’orizzonte degli eventi di un buco nero, viene catturato dalla sua gravità e trascinato all’interno. Questo processo è accompagnato da una serie di fenomeni estremamente violenti, tra cui emissioni di radiazioni e getti di materia ad altissima velocità, questi materiali in un primo momento inizieranno a roteare intorno al corpo celeste emettendo uno spettro di radiazioni elettromagnetiche in parte riconducibili a quello luminoso, illuminando il bordo del buco nero, questo fenomeno viene chiamato “disco di accrescimento”.

NEGLI ABISSI DELLA CONOSCENZA

Quello che accade all’interno di un buco nero è ancora oggetto di speculazioni e teorie. Poiché la luce non può sfuggire da un buco nero, non possiamo osservarlo direttamente. La teoria della relatività generale di Einstein suggerisce, come già detto in precedenza, che all’interno di un buco nero si trovi una singolarità di densità infinita, circondata da una regione di spazio-tempo estremamente distorta, ciò implica che più ci si avvicina alla singolarità, più il tempo inizierà a scorrere lentamente, perché influenzato dall’attrazione gravitazionale del corpo celeste.

Tuttavia, le leggi della fisica si scontrano all’interno di un buco nero, e i nostri attuali modelli teorici non sono in grado di fornire una descrizione accurata di ciò che realmente accade. Alcune teorie suggeriscono che potrebbero portare ad un’altra regione sul piano spaziale, attraverso l’ipotetica esistenza di un buco bianco, o che addirittura siano in grado siano in grado di spostare una massa attraverso la linea temporale; c’è però da precisare che entrambe queste ipotesi rimangono ancora oggi prive di fondamenti scientifici e quindi impossibili da confermare, ma forse non per molto. dato che, ormai dall’inizio del ventesimo secolo, è partita una vera e propria esplorazione nelle profondità della fisica per svelare il mistero che si cela all’interno dei buchi neri.

E fino a quando non avremo capito suoi segreti, possiamo anche dire che forse in questo momento i compagni dei nostri calzini spaiati stanno fluttuando in un vuoto sconfinato, nascosti oltre l’orizzonte degl’eventi nel bel mezzo di un buco nero.

Qui potete anche trovare la recensione del film Interstellar, un capolavoro che riuscirà a farvi vivere l’emozione di confrontarvi con un buco nero e chi lo sa, forse a farvici anche entrare dentro:

Interstellar, un film spaziale