Un buco nero è una regione dello spaziotempo in cui la gravità è così forte che nulla può sfuggire. Anche particelle o radiazioni elettromagnetiche come la luce possono uscire. Secondo la teoria della relatività generale, una massa sufficientemente compatta può deformare lo spaziotempo per formare un buco nero. Ma sai chi ha concettualizzato l'esistenza di un buco nero?
John Michell propose il concetto di buchi neri nel 1783, chiamandoli inizialmente “stelle oscure” e proponendo un metodo per individuarli cercando sistemi stellari che mostrassero gli effetti gravitazionali di due stelle ma con una sola stella visibile.
La storia del buco nero
In una lettera pubblicata nel novembre 1784, il pioniere astronomico inglese e clero John Michell propose brevemente l'idea di un corpo così massiccio che nemmeno la luce potesse sfuggirgli. I calcoli semplificati di Michell presupponevano che un tale corpo avesse la stessa densità del Sole, e concluse che si formerebbe quando il diametro di una stella supera quello del Sole di un fattore 500, e la velocità di fuga sulla sua superficie supera la consueta velocità della luce. Questi corpi furono chiamati stelle oscure.
Osservò correttamente che tali corpi supermassicci ma non radianti potevano essere rilevati dai loro effetti gravitazionali sui corpi visibili vicini. Gli studiosi dell'epoca furono inizialmente entusiasti dell'idea che giganti ma invisibili stelle oscure potessero nascondersi alla vista, ma l'entusiasmo diminuì quando, all'inizio del XIX secolo, fu scoperta la natura ondulatoria della luce; se la luce fosse un'onda piuttosto che una particella, non era chiaro quale, se alcun, influsso la gravità avrebbe avuto sulle onde luminose in fuga. (Source: Gizmodo)
Le proprietà e la struttura di un buco nero
Un buco nero è composto da due componenti di base: la singolarità e l'orizzonte degli eventi. L'orizzonte degli eventi è il punto di non ritorno intorno a un buco nero. Non è una superficie fisica, ma piuttosto una sfera che circonda il buco nero e segna il punto in cui la velocità di fuga è pari alla velocità della luce. Il suo raggio è il già citato raggio di Schwarzschild.
Una cosa sull'orizzonte degli eventi: una volta che la materia vi entra, cade al centro. Con una gravità così forte, la materia si comprime in un punto. In un volume estremamente piccolo con una densità ridicolmente alta.
La singolarità è il nome dato a questo punto, perché è infinitamente piccola e possiede una densità sostanzialmente infinita. Le leggi della fisica probabilmente si rompono nella singolarità. Gli scienziati stanno lavorando duramente per comprendere meglio cosa accade in queste singolarità, nonché per sviluppare una teoria completa che descriva meglio cosa succede al centro di un buco nero. (Source: NASA)
Se un buco nero è invisibile, come sono stati rilevati in primo luogo?
I buchi neri non possono essere osservati direttamente con telescopi che rilevano raggi X, luce o altre forme di radiazione elettromagnetica. Possiamo, tuttavia, inferire la presenza dei buchi neri e studiarli osservando il loro effetto sulla materia circostante. (Source: NASA)
