Un buco nero è rinomato per la sua immensa gravità: può inghiottire stelle, pianeti e persino altri buchi neri. Ma potrebbe un buco nero consumare l’intero universo, pezzo dopo pezzo?
Ecco perché un buco nero non può divorare l’Universo
In breve, no. Secondo la NASA , non è possibile che un buco nero possa divorare l’Universo, o addirittura un’intera galassia. Ecco perché.
I buchi neri sono ex stelle massicce che sono collassate su se stesse per diventare incomprensibilmente dense, al punto che nemmeno la luce può sfuggirgli. L’idea che un buco nero possa inghiottire l’universo si basa sull’idea sbagliata che funzionino come vuoti, risucchiando lo spazio verso se stessi, ha detto Gaurav Khanna , fisico dei buchi neri dell’Università del Rhode Island. Ma non è così.
“Ingoiano solo cose estremamente vicine”, ha detto Khanna. In effetti, i buchi neri possono divorare solo oggetti che si avventurano nel loro orizzonte degli eventi – il punto di non ritorno di un buco nero, oltre il quale non c’è via di fuga.
Ad esempio, l’orizzonte degli eventi di un buco nero della massa del Sole si estenderebbe solo per 2 miglia (3 chilometri). Per un buco nero con la massa della Terra, l’orizzonte degli eventi sarebbe solo pochi centimetri, come “la dimensione del tuo pollice”, ha detto Khanna.
La gravità di un buco nero ha ancora un impatto sulle stelle e sui pianeti circostanti – potrebbe persino farli orbitare, come fa il buco nero al centro della Via Lattea – ma non li inghiotte.
Il professore di astronomia dell’Università di York Paul Delaney ha fornito il seguente esempio in un articolo per il sito web dell’università : “Se il nostro sole si trasformasse (miracolosamente) in un buco nero della stessa massa, il nostro pianeta non noterebbe alcun cambiamento nella forza gravitazionale che agisce su di esso e continuare nella stessa orbita”, ha detto. “Diventerebbe molto buio ovviamente e molto freddo, ma la gravità del buco nero alla nostra distanza non sarebbe un problema.”
È anche importante notare che i buchi neri sono piuttosto piccoli, ha detto Alexei Filippenko , un esperto di buchi neri dell’Università della California, Berkeley. Affinché un buco nero abbia una probabilità ragionevolmente alta di inghiottire una stella, la stella in questione deve essere puntata quasi direttamente verso il buco nero, ha detto.
Nel corso del tempo, questo tipo di bersaglio cosmico può verificarsi. Ma affinché il sole venga inghiottito dal buco nero al centro della Via Lattea , ad esempio, ci vorrebbe una “quantità di tempo davvero enorme” affinché l’orbita della stella si allinei esattamente con il buco nero.
Anche il più grande buco nero conosciuto nell’universo – un titano cosmico chiamato TON 618, che pesa circa 40 miliardi di masse solari – sembra essere vicino al limite teorico di quanto possono diventare grandi i buchi neri. Questo limite deriva dal fatto che, mentre i grandi buchi neri si rimpinzano di materia, rilasciano anche tonnellate di radiazioni.
La radiazione si riscalda e ionizza la materia circostante, rendendo più difficile il raffreddamento del gas e della polvere e la caduta nel buco nero e, infine, rallentando la velocità con cui il buco nero può alimentarsi. Questa autoregolamentazione impedisce ai buchi neri di divorare intere galassie, per non parlare dell’intero universo.
C’è poi da considerare l’espansione accelerata dell’universo. Man mano che gli oggetti nello spazio si allontanano, è meno probabile che entrino in collisione e vengano catturati da un buco nero, ha detto Khanna. Se un buco nero dovesse divorare l’intero universo, ciò richiederebbe un cambiamento epocale nella direzione in cui sembra muoversi il cosmo.
Quindi puoi stare tranquillo, almeno per quanto riguarda i buchi neri giganti che ingoiano l’universo. Non c’è “niente di cui preoccuparsi”, ha detto Khanna. A meno che, ovviamente, l’universo non sia già all’interno di un buco nero.
Come si forma un buco nero?
C’è qualcosa di intrinsecamente affascinante nei buchi neri. Forse è perché sono bestie invisibili in agguato nello spazio che a volte squarciano a metà le stelle che passano e ne disperdono i resti . Qualunque cosa sia, questi strani oggetti cosmici continuano ad affascinare sia gli scienziati che i profani.
Da dove vengono i buchi neri ? Come si formano e cosa dà loro un potere distruttivo così straordinario?
Prima di poter rispondere, dobbiamo porci una domanda ancora più fondamentale: cos’è un buco nero? “Fondamentalmente, è un oggetto o un punto nello spazio in cui l’ attrazione gravitazionale è così forte che nulla può sfuggirgli”, ha detto l’astrofisica Neta Bahcall, della Princeton University nel New Jersey. Anche le onde luminose vengono risucchiate, motivo per cui i buchi neri sono neri.
Questi oggetti bizzarri nascono come fenici che nascono dalle ceneri di stelle morte. Quando le stelle massicce raggiungono la fine della loro vita, l’ idrogeno che hanno fuso in elio è quasi esaurito.
Quindi, queste stelle mostruose iniziano a bruciare l’elio, fondendo gli atomi rimanenti in elementi ancora più pesanti, fino al ferro, la cui fusione non fornisce più energia sufficiente per sostenere gli strati esterni della stella, secondo la Swinburne University of Technology del Centro australiano di astrofisica e supercomputing. Questi strati superiori collassano verso l’interno e poi esplodono come un’esplosione potente e luminosa chiamata supernova.
Eppure, una piccola parte della stella rimane indietro. Le equazioni della relatività generale di Albert Einstein prevedono che se questo resto ha circa tre volte la massa del sole terrestre, la potente forza gravitazionale della stella rimanente travolgerà tutto il resto e il materiale di cui è fatto verrà schiacciato in un punto infinitamente piccolo con densità infinita, secondo alla NASA . Le leggi conosciute della fisica non possono effettivamente gestire infiniti così sconvolgenti. “Ad un certo punto, si rompono e non sappiamo davvero cosa succede”, ha detto Bahcall.
Se queste vestigia stellari sono sole, un buco nero generalmente rimarrà lì senza fare molto. Ma se gas e polvere circondano l’oggetto, quel materiale verrà risucchiato nelle fauci del buco nero, creando brillanti esplosioni di luce mentre il gas e la polvere si riscaldano, vorticando come l’acqua che scende in uno scarico. Il buco nero incorporerà questa massa nella propria, permettendo all’oggetto di crescere, ha detto Bahcall.
Se due buchi neri si incontrano, la potente gravità di ciascuno attirerà l’altro e si avvicineranno sempre di più, ruotando l’uno attorno all’altro. La loro massa collettiva scuoterà il tessuto dello spazio-tempo vicino, emettendo onde gravitazionali. Nel 2015, gli astronomi hanno scoperto tali onde gravitazionali tramite l’ Osservatorio delle onde gravitazionali dell’interferometro laser (LIGO).
“Quella è stata la prima volta che abbiamo potuto effettivamente vedere i buchi neri e confermare che esistono”, ha detto Bahcall, aggiungendo che i risultati erano anche una bella conferma delle equazioni predittive di Einstein.
Gli scienziati avevano già trovato prove indirette dell’esistenza di buchi neri, osservando stelle al centro della nostra galassia, la Via Lattea , in orbita attorno a un gigantesco oggetto invisibile, ha riferito Universe Today.
Come si formino questi buchi neri supermassicci – che possono avere miliardi di volte la massa del nostro Sole – è una questione ancora aperta, ha detto Bahcall.
I ricercatori ritengono che questi buchi neri supermassicci un tempo fossero molto più piccoli, formandosi come buchi neri di dimensioni più modeste nei primi giorni del nostro universo.
Nel corso del tempo cosmologico, questi oggetti hanno assorbito gas e polvere e si sono fusi tra loro per crescere, diventando mostri colossali. Ma molti dettagli di questa storia rimangono confusi, ha detto Bahcall.
Gli astronomi hanno osservato oggetti chiamati quasar, che brillano più luminosi di migliaia di galassie messe insieme e si pensa siano alimentati da buchi neri supermassicci che consumano materia. I quasar sono stati visti già nel primo miliardo di anni dopo il Big Bang , quando il nostro universo si formò, lasciando gli scienziati a grattarsi la testa su come oggetti così enormi potessero formarsi così rapidamente, ha detto Bahcall.
“Ciò evidenzia e aggiunge complessità alla questione”, ha affermato Bahcall, e rimane un argomento di ricerca molto attivo.
