Misteri e Scienza

La recente notizia dell’assegnazione del Nobel per la fisica a Michel Mayor e a Didier Queloz, che nel 1995 hanno scoperto un pianeta al di fuori del nostro Sistema Solare (esopianeta), in orbita, come la nostra amata Terra, attorno a una stella simile al sole, ci induce nuovamente a sospettare che, in realtà, dell’Universo che ci ospita si sappia veramente poco. Probabilmente, con l’evolversi delle tecnologie e delle metodologie d’indagine, non saranno poche le sorprese che ci attendono, nello studio dell’Universo, appunto.

L’Universo: abisso inesplorato, avvolto dal nulla e dal silenzio, fascino senza confini, sinonimo di mistero…

E in effetti, di misteri lo Spazio ne nasconde parecchi; uno di questi sono i cosiddetti “Buchi Neri”.

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, ovvero una regione dello spaziotempo avente una curvatura sufficientemente grande, relativisticamente parlando, che nulla al suo interno può uscire all’esterno, nemmeno la luce. La velocità di fuga da un buco nero risulta superiore alla velocità della luce, ma poiché la velocità della luce è un limite insuperabile, nessuna particella di materia o radiazione può allontanarsi da quella regione.

In un tale corpo la gravità domina su qualsiasi altra forza, sicché si verifica un collasso gravitazionale che tende a concentrare lo spaziotempo in un punto di singolarità di curvatura infinita e di “volume nullo”; per l’oggetto massiccio al centro della regione, che dà luogo al campo gravitazionale, è teorizzato uno stato della materia definito singolarità, cioè con caratteristiche sconosciute ed estranee alle leggi della meccanica che descrivono il comportamento della materia nell’universo a noi noto, e ipotizzando che il valore della sua densità tenda all’infinito. Attorno al buco nero è presente l’orizzonte degli eventi, la superficie sferica chiusa – geometrica e puramente immaginaria – contenente l’oggetto massiccio, e che delimita la regione dello spazio nella quale si hanno tali condizioni “senza ritorno” ovvero la regione dalla quale classicamente non può uscire alcun segnale: questa superficie (dove la velocità di fuga eguaglia la velocità della luce) può essere attraversata da materia o radiazione che cada verso il buco nero, ma non nel senso opposto.

Un corpo celeste con questa proprietà non può essere osservato direttamente. La sua presenza potrebbe essere rilevata solo indirettamente, rilevando i suoi effetti sulla materia circostante, come le interazioni gravitazionali con altri corpi celesti, o gli effetti sulla materia che vi precipita, o il fenomeno della lente gravitazionale. L’esistenza di buchi neri è oggi attestata, e sono stati individuati oggetti di questo tipo con masse molto variabili, da un minimo di 5 masse solari, fino a buchi neri rilevabili su scala galattica con massa pari a miliardi di masse solari. Sono state raccolte numerose osservazioni astrofisiche interpretabili (anche se non univocamente) come indicazioni dell’effettiva esistenza di buchi neri nell’universo in fenomeni diversi, come le galassie attive o le binarie X.

by Roberto Pellegrini

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