Buchi neri
“There are no black holes”
Chi di noi non ha mai sentito questa frase? E quei titoli enormi ai telegiornali con su scritto “Hawking
smentisce la teoria dei buchi neri. Lui stesso afferma che questi non esistano”?
Diciamo che questo è stato uno degli argomenti più discussi dell’astrofisica da quando le due pagine scritte
da Hawking sono apparse sul giornale Nature.
Ma andiamo a vedere più da vicino cosa sono i buchi neri senza prendere in considerazione le nuove teorie.
Cos’è un buco nero?
Un buco nero è una regione di spazio che ha una forza gravitazionale così potente che qualsiasi cosa vi entri
non ne può più uscire, compresa la luce. Poiché nulla può viaggiare ad una velocità maggiore di quella della
luce, tutto può essere trascinato al suo interno.
Il nome “buco nero” deriva dal fatto che questo, risucchiando la luce al suo interno, ci appare nero e che,
inghiottendo al suo interno qualsiasi particella può somigliare a un buco.
Ogni buco nero ha un proprio orizzonte degli eventi che è un confine spaziale al di là del quale tutti i corpi
possono solo avvicinarsi al centro del buco nero. Più ci si avvicina all’orizzonte degli eventi, più lo spaziotempo si deforma. Dopo che un corpo oltrepassa l’orizzonte degli eventi non può mai più uscire dal buco
nero.
Come si forma un buco nero?
La condizione affinché si formi un buco nero è quella di avere molta materia compressa in uno spazio
ridotto, in modo tale che la forza di gravità aumenti a tal punto da attirare la luce e trascinarla all’interno.
Questo accade quando una stella di massa molto maggiore di quella del sole (20 o 30 volte di più) arriva alla
fine del suo ciclo vitale. Dopo che essa ha utilizzato tutti gli elementi chimici possibili, anche i più pesanti,
per le reazioni termonucleari, si comprime e si riscalda fino ad esplodere in una supernova. Della stella,
rimane solamente il nucleo con densità enorme che continua a comprimersi e a surriscaldarsi. Le particelle
che compongono questo nucleo sono tutte neutroni, per questo viene chiamato stella di neutroni. La stella
di neutroni continua a comprimersi e surriscaldarsi, finché non collassa su sé stessa e inizia a risucchiare la
luce al suo interno. Il buco nero si è formato. Le dimensioni di un buco nero dipendono principalmente da
due cose: la grandezza della stella di neutroni collassata su sé stessa per formarlo e la quantità di materia
inghiottita in seguito dal buco nero (aumenta, di conseguenza, anche la sua attrazione gravitazionale).
Buchi neri molto grandi si formano dentro gli ammassi stellari e al centro delle galassie. Ne è un valido
esempio il buco nero che si trova al centro della Via Lattea che ha una massa di diversi milioni di volte più
grande di quella del sole.
Ѐ possibile osservare un buco nero?
La risposta a questa domanda è sia affermativa che negativa.
Non è possibile osservare un buco nero, perché, assorbendo la luce, è invisibile. Possiamo però notare la
presenza di un buco nero dall’effetto della forza di gravità sui corpi vicino ad esso. Ad esempio, se vediamo
orbitare delle stelle o enormi dischi di gas e polvere intorno ad un oggetto invisibile lì sarà presente un buco
nero.
Cosa succede se si cade in un buco nero?
Se un corpo cade in un buco nero, la parte del corpo più vicina al buco nero verrà attratta con più forza di
rispetto a quella più lontana quindi il corpo si deformerà allungandosi e schiacciandosi ai lati. Maggiore è la
massa del buco nero, minore è la deformazione. Quindi, immaginando che un corpo cada in un buco nero
molto piccolo, questo sarà già distrutto in piccolissime particelle ancora prima di entrarci. Al contrario, se il
buco nero è molto grande, un corpo può sorpassare l’orizzonte degli eventi senza subire deformazioni.
Un osservatore, però, non vedrebbe mai il corpo entrare nel buco nero perché, come detto prima, la forza
di gravità distorce il tempo e lo spazio. Si vedrebbe solamente rallentare il corpo fino a sbiadire perché la
luce emessa dal corpo impiega un tempo sempre maggiore per uscire dal buco nero.
Si può uscire da un buco nero?
Questa è la domanda critica che potrebbe confermare o smentire la teoria dei buchi neri.
Fino ad oggi tutta la comunità scientifica ha pensato che da un buco nero non si potesse scappare. Su
questo si basa tutta la teoria dei buchi neri.
Ma, molti scienziati, tra cui Hawking, pensano che non esistano soltanto orizzonti degli eventi, oltrepassati i
quali, i corpi non possono mai più uscire, ma esistano anche degli orizzonti degli eventi apparenti, dai quali i
corpi possono “uscire”.
Ciò che Hawking ha teorizzato è che da un buco nero è possibile “scappare”, se esso ha un orizzonte degli
eventi apparente. Certamente, il corpo non uscirà nella stessa forma in cui è entrato, ma sotto forma di
particelle ed energia, in un lasso di tempo enorme. Questi tipi di radiazioni che fuoriescono dai buchi neri e
contengono ciò che il buco nero in passato aveva “fagogitato”, vengono chiamate Radiazioni Hawking.
Maggiore è la massa di un buco nero, minore è la quantità di radiazioni che esso emette.
Quindi, a causa delle radiazioni Hawking, anche un buco nero finisce per dissolversi e, con questa teoria,
cade il mito della “prigione eterna” e vengono a cadere i pilastri su cui si basava tutta la teoria dei buchi
neri.
“L'assenza di orizzonti degli eventi implica che non ci siano buchi neri, nel senso di condizioni da cui la luce
non può sfuggire all'infinito.”
Stephen Hawking, Nature
Piera Battista
