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Indice degli argomenti:
- – Buchi neri e wormhole Introduzione
- – Stelle, Supernove e Stelle di Neutroni
- – Creazione dei Buchi Neri
- – Teoria dei Buchi Neri & Radiazione di Hawking
- – Orizzonte degli Eventi e Disco di Accrezione
- – Singolarità
- – Wormholes
- – Conclusione
La massa di un buco nero è concentrata in un singolo punto nel suo cuore, e chiaramente non può essere vista. Il “buco” che può, in linea di principio, essere visto (anche se nessuno ha mai visto direttamente un buco nero) è la regione di spazio intorno alla singolarità dove la gravità è così forte che nulla, nemmeno la luce, la cosa più veloce dell’universo, può sfuggire, e dove la dilatazione temporale diventa quasi infinita.
Un buco nero è quindi delimitato da una superficie o bordo ben definito noto come “orizzonte degli eventi”, all’interno del quale nulla può essere visto e nulla può sfuggire, perché la velocità di fuga necessaria sarebbe pari o superiore a quella della luce (un’impossibilità fisica). L’orizzonte degli eventi agisce come una sorta di membrana a senso unico, simile al “punto di non ritorno” che una barca sperimenta quando si avvicina a un vortice e raggiunge il punto in cui non è più possibile navigare controcorrente. O, per vederla in modo diverso, all’interno dell’orizzonte degli eventi, lo spazio stesso sta cadendo nel buco nero a una velocità fittizia superiore a quella della luce.
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Orizzonte degli eventi, disco di accrescimento e getti di raggi gamma di un buco nero
(Fonte: Internet Encyclopedia of Science: http://www.daviddarling.info/
enciclopedia/E/event_horizon.html – Credito & ©: Astronomia / Roen Kelly)
L’orizzonte degli eventi di un buco nero di una stella che esplode con una massa di diverse volte quella del nostro Sole, sarebbe forse di pochi chilometri. Tuttavia, potrebbe poi crescere nel tempo man mano che ingoia polvere, pianeti, stelle, persino altri buchi neri. Il buco nero al centro della Via Lattea, per esempio, si stima che abbia una massa pari a circa 2.500.000 soli e che abbia un orizzonte degli eventi largo molti milioni di chilometri.
Il materiale, come gas, polvere e altri detriti stellari che si sono avvicinati a un buco nero ma non vi sono caduti dentro, forma una fascia appiattita di materia in rotazione attorno all’orizzonte degli eventi chiamata disco di accrescimento (o disco). Anche se nessuno ha mai visto un buco nero o il suo orizzonte degli eventi, questo disco di accrescimento può essere visto, perché le particelle che ruotano sono accelerate a velocità tremende dall’enorme gravità del buco nero, rilasciando calore e potenti raggi x e gamma nell’universo mentre si scontrano l’una con l’altra.
Questi dischi di accrescimento sono anche conosciuti come quasar (sorgenti radio quasi-stellari). I quasar sono i corpi più antichi conosciuti nell’universo e (con l’eccezione dei lampi di raggi gamma) gli oggetti più lontani che possiamo effettivamente vedere, oltre ad essere i più luminosi e massicci, superando trilioni di stelle. Un quasar è, quindi, un alone luminoso di materia che circonda un buco nero rotante e che viene attirato al suo interno, alimentandolo efficacemente di materia. Un quasar si riduce ad un normale buco nero quando non c’è più materia intorno ad esso da mangiare.
Un buco nero non rotante sarebbe precisamente sferico. Tuttavia, un buco nero rotante (creato dal collasso di una stella rotante) si gonfia al suo equatore a causa della forza centripeta. Un buco nero rotante è anche circondato da una regione dello spazio-tempo in cui è impossibile stare fermi, chiamata ergosfera. Questo è dovuto ad un processo noto come frame-dragging, per cui qualsiasi massa rotante tenderà a “trascinare” leggermente lo spazio-tempo immediatamente circostante. Infatti, lo spazio-tempo nell’ergosfera è tecnicamente trascinato più velocemente della velocità della luce (relativamente, cioè, alle altre regioni di spazio-tempo che lo circondano). Può essere possibile per gli oggetti nell’ergosfera uscire dall’orbita intorno al buco nero ma, una volta dentro l’ergosfera, non possono rimanere fermi.
Anche a causa dell’estrema gravità intorno a un buco nero, un oggetto nel suo campo gravitazionale sperimenta un rallentamento del tempo, noto come dilatazione del tempo gravitazionale, rispetto agli osservatori fuori dal campo. Dal punto di vista di un osservatore distante, un oggetto che cade in un buco nero sembra rallentare e svanire, avvicinandosi ma senza mai raggiungere l’orizzonte degli eventi. Infine, in un punto appena prima di raggiungere l’orizzonte degli eventi, diventa così fioco che non può più essere visto (tutto dovuto all’effetto di dilatazione del tempo).
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