Buco nero, cos'è

Teorie ed osservazioni dei buchi neri
Possibili origini
Orizzonte degli eventi
Singolarità gravitazionale
Buco bianco

 

Teorie ed osservazioni dei buchi neri

Un linguaggio in grado di definire in modo chiaro e definitivo il fenomeno che chiamiamo buco nero, deve ancora essere creato. Entriamo infatti nel campo dei paradossi difficilmente afferrabili dalla mente comune, tesa in uno sforzo per superare i propri limiti e quelli delle tre dimenzioni per figurarsi le caratteristiche del buco nero.

Cominciamo col dire che le prime testimonianze del concetto di buco nero risalgono alla fine del Settecento, quando l’astronomo inglese Michell ipotizzò l’esistenza di oggetti supemassivi ma non irradianti poiché la luce non avrebbe potuto sfuggire dal loro campo gravitazionale, menzionandoli come stelle giganti ma invisibili.

Da allora le teorie sono state validate da osservazioni scientifiche ed oggi la nostra conoscenza dei buchi neri si è grandemente accresciuta, tanto che il 10 aprile 2019 il telescopio Event Horizon è riuscito ad immortalare la corona di luce attorno al buco nero che risiede al centro della galassia Virgo A.

Quello che abbiamo appreso a riguardo dei buchi neri tra le prime teorie e le ultime osservazioni sono nozioni molto interessanti che sfidano tutte le nostre concezioni dello spazio e del tempo, in una parola, della realtà per come la conosciamo.
 

Possibili origini

Per moltissimo tempo ci si è chiesti come un tale fenomeno fisico possa aver avuto origine, ed ancora oggi ci sono solo teorie a riguardo. Si è dovuto ricorrere a concetti come il collesso gravitazionale, ovvero quando la pressione interna di un oggetto è insufficiente a sostenere la gravità, e questo può accadere nel caso di una stella morente, ovvero con scarsità di combustibile, poiché ciò determinerebbe una diminuzione della temperatura che darebbe inizio al collasso.

Altre teorie parlano di buchi neri primordiali, generatisi subito dopo il Big Bang, in un'epoca dell’universo in cui la gravità raggiungeva concentrazioni altissime. Un collasso gravitazionale può avere origine anche da una collisione ad alta energia tra due stelle.

Orizzonte degli eventi

Anche se rappresentato come un foro, il buco nero è definibile come una regione dello spazio/tempo nella quale la gravità è così forte da far collassare il continuum spazio/temporale. Questo dà vita al concetto di "orizzonte degli eventi", ovvero quel limite oltre il quale materia e luce non possono piu’ tornare indietro, poiché prede della gravità monodirezionale del buco nero.

Questa deformazione dello spaziotempo era già prevista dalla teoria della relatività generale di Einstein. Ad un osservatore esterno sembrerà che un oggetto sulla soglia dell’orizzonte degli eventi rallenti al punto da impiegare un tempo infinito per oltrepassarlo, creando il fenomeno detto spaghettificazione.

 

Singolarità gravitazionale

Altro concetto associato al tema dei buchi neri è la cosiddetta "singolarità gravitazionale", nome dato a quella regione del tessuto spazio/temporale localizzata al centro del buco nero, dove tempo e spazio curvano infinitamente, dando luogo ad uno spazio che ha un volume equivalente a zero ed una densità infinita.

Queste premesse gettano le ipotesi della possibilità di fare l’ingresso -tramite un buco nero- in un’altra dimensione spazio/temporale, o di penetrare in un tesseratto o ipercubo (come nel film Interstellar), dato che un “buco” nelle tre dimensioni non èche un accesso nella quarta.
 

Buchi bianchi

Nella teoria è stata concepita l’esistenza dell’altro lato del buco nero, detto buco bianco, una regione dello spazio tempo in cui niente può penetrare dall’esterno e dalla quale massa ed energia fuoriescono senza soluzione di continuità.

Molti scienziati ritengono che lo stesso Big Bang che avrebbe dato origine al nostro universo sia in realtà stato un buco bianco. Da qui prendono il via speculazioni che superano il concetto di universo per entrare in quello di multiverso.