I buchi neri
Ciao, sono Lorenzo Esposito e oggi ti insegnerò tutto quello che devi sapere su un buco nero. In astrofisica un buco nero è un corpo celeste con un campo gravitazionale così intenso da non lasciare sfuggire né la materia né la radiazione elettromagnetica.
Il buco nero è il risultato di implosioni di masse elevatissime di stelle particolarmente massicce. La gravità domina su qualsiasi altra forza, sicché si verifica un collasso gravitazionale che tende a concentrare lo spaziotempo in un punto al centro della regione, dove è teorizzato uno stato della materia di curvatura tendente ad infinito e volume tendente a zero chiamato singolarità, con caratteristiche sconosciute ed estranee alle leggi della relatività generale. Il limite del buco nero è definito orizzonte degli eventi, regione che ne delimita in modo peculiare i confini osservabili.
Per le suddette proprietà, il buco nero non è osservabile direttamente. La sua presenza si rivela solo indirettamente, mediante i suoi effetti sullo spazio circostante: le interazioni gravitazionali con altri corpi celesti e le loro emissioni, le irradiazioni principalmente elettromagnetiche della materia catturata dal suo campo di forza. Nel corso dei decenni successivi alla elaborazione della teoria della Relatività Generale da parte di Albert Einstein, base teorica della loro esistenza, vennero raccolte numerose osservazioni interpretabili, pur non sempre univocamente, come prove della presenza di buchi neri, specialmente in alcune galassie attive e sistemi stellari di binarie X. L’esistenza di tali oggetti è oggi definitivamente dimostrata e via via ne vengono individuati di nuovi con massa molto variabile, da valori di circa 5, fino a miliardi di masse solari.
Tipologie di buchi neri
La classificazione dei buchi neri dipende essenzialmente dalla loro massa, che li fa rientrare in quattro categorie: si può parlare di micro buco nero, di buco nero stellare, di massa intermedia o supermassiccio. Si pensa che i buchi neri supermassicci, con la massa più grande in assoluto, siano presenti nel mezzo di tutte le galassie, compresa la Via Lattea che infatti possiede il buco nero supermassiccio Sagittarius A* .
La velocità di fuga indica la velocità minima che un oggetto posto ad una certa distanza deve avere per poter sfuggire all’oggetto cosmico, senza essere catturato dal campo gravitazionale. Questa caratteristica è legata alla massa e al raggio del corpo celeste che tenta di scappare: la velocità di fuga aumenterà proporzionalmente con il crescere del campo gravitazionale generato. Il direttore dell’Istituto di Fisica Teorica di Francoforte dice che l’orizzonte degli eventi (cioè, come precedentemente scritto, il limite, il confine di un buco nero) è un aspetto del buco nero non osservabile poiché “assorbe tutta la luce”. Si tratta infatti di una superficie immaginaria nella quale velocità della luce e velocità di fuga sarebbero uguali in ogni punto.
