Cinque teorie sui buchi neri che ti lasceranno a bocca aperta

I buchi neri sono tra gli oggetti più affascinanti e ferocemente dibattuti dell’universo.

Hanno catturato l’immaginazione del pubblico per decenni, in parte grazie al defunto Stephen Hawking, che li ha trasformati da una teoria scientifica difficile da comprendere a una fonte di misteriosa meraviglia.

Hanno anche filtrato la cultura popolare attraverso riviste di fantascienza, Star Trek e film di successo di Hollywood.

Ma quali sono le cinque teorie più bizzarre e accattivanti sui buchi neri così insondabili da far sbalordire la mente?

Qui MailOnline dà un’occhiata.

Misterioso: i buchi neri sono tra gli oggetti più affascinanti e ferocemente dibattuti dell’universo (immagine stock)

1. Sono circondati da un “anello di fuoco”

Nel 2019, gli astronomi hanno scattato la prima immagine in assoluto di un buco nero situato in una galassia lontana.

Descritto dagli scienziati come “un mostro”, è tre milioni di volte più grande della Terra.

L’immagine mostra un “anello di fuoco” intensamente luminoso, come lo hanno descritto i ricercatori, che circonda un buco nero perfettamente circolare.

“Sembra di guardare le porte dell’inferno”, ha detto Heino Falcke della Radboud University di Nijmegen, nei Paesi Bassi.

Man mano che i buchi neri consumano la materia che si avvicina troppo, la comprimono in un disco surriscaldato di gas incandescente.

Nell’immagine del gigantesco buco nero nel cuore della vicina galassia Messier 87 (M87), la parte inferiore dell’anello appare luminosa perché i gas vengono spinti verso la Terra.

Il buco nero piega anche la luce attorno a sé, che è ciò che crea l’ombra circolare.

In una prima storica, gli scienziati hanno catturato una straordinaria immagine di un buco nero supermassiccio nel cuore della nostra Via Lattea

In una prima storica, gli scienziati hanno catturato una straordinaria immagine di un buco nero supermassiccio nel cuore della nostra Via Lattea

2. Hanno i “capelli”

Nel 2015, il defunto fisico professor Stephen Hawking ha suggerito che i buchi neri non fossero le “prigioni eterne” che molti pensano che siano, aggiungendo che era possibile che i dati fuggissero dall’abisso.

Un anno dopo ha ampliato la teoria affermando che la risposta risiede nelle particelle a energia zero, o “capelli morbidi”, che si trovano all’orizzonte del buco nero.

Nel 2015, il professor Stephen Hawking ha suggerito che i buchi neri non fossero le

Nel 2015, il professor Stephen Hawking ha suggerito che i buchi neri non fossero le “prigioni eterne” che molti pensano che siano, aggiungendo che era possibile che i dati fuggissero dall’abisso. Un anno dopo ha ampliato la teoria affermando che la risposta sta nelle particelle a energia zero, o “capelli morbidi”, che si trovano all’orizzonte del buco nero (immagine stock)

Suggerisce che le particelle che si trovano sull’orizzonte degli eventi, il confine del buco nero, sarebbero costituite da fotoni e gravitoni, che sono pacchetti subatomici di luce ed energia gravitazionale.

Queste particelle quantistiche a energia molto bassa, o addirittura zero, depositate sul bordo del buco nero, possono catturare e immagazzinare informazioni estratte dalle particelle che cadono nel buco nero.

Ciò significa effettivamente che mentre le particelle che cadono nel buco nero possono essere scomparse, le loro informazioni continuano a rimanere sull’orlo dell’oblio in questo “capello morbido” di particelle quantistiche.

Al fisico teorico piaceva il ritorno delle informazioni a un’enciclopedia bruciata, dove le informazioni non sarebbero tecnicamente perse, ma sarebbero state incredibilmente difficili da decifrare.

L’ipotesi non è stata dimostrata, ma potrebbe aiutare a risolvere un paradosso di lunga data su cosa succede al gas e alla polvere che cadono in un buco nero.

3. Emettono fontane di gas

La potente presa gravitazionale di un buco nero significa che nulla può sfuggire se si avvicina molto al bordo del buco.

Ma molti di questi oggetti misteriosi sono in realtà circondati da un accumulo di gas e polvere che circonda i buchi neri un po’ come l’acqua che scende da uno scarico.

Secondo uno studio del 2018, questo accumulo di materiale è un processo in tre fasi.

La potente presa gravitazionale di un buco nero significa che nulla può sfuggire se si avvicina molto al bordo del buco.  Ma molti di questi oggetti misteriosi sono in realtà circondati da un accumulo di gas e polvere, che spara dritto in aria e ricorda molto le fontane

La potente presa gravitazionale di un buco nero significa che nulla può sfuggire se si avvicina molto al bordo del buco. Ma molti di questi oggetti misteriosi sono in realtà circondati da un accumulo di gas e polvere, che spara dritto in aria e ricorda molto le fontane

Innanzitutto, il gas freddo forma un disco vicino al piano di rotazione, riscaldandosi finché le molecole non si rompono.

Alcune di queste molecole vengono espulse sopra e sotto il disco, che poi ricadono verso il basso per creare una struttura simile a una fontana.

Osservazioni alternative suggeriscono anche che questo movimento produca anelli arcuati che circondano le colonne interne di materia, che spara dritta nell’aria e ricorda molto le fontane.

4. Sono la fonte dell’Energia Oscura

Proprio il mese scorso, gli scienziati dell’Imperial College di Londra hanno fatto un annuncio entusiasmante sui buchi neri.

Hanno rivelato in modo emozionante che gli oggetti potrebbero effettivamente essere la fonte di energia sconosciuta nota come Dark Energy.

Essenzialmente, la teoria del Big Bang sulla creazione del nostro universo originariamente prevedeva che la sua espansione sarebbe rallentata – o addirittura avrebbe iniziato a contrarsi – a causa dell’attrazione della gravità.

Svolta: gli scienziati hanno trovato la prima prova che i buchi neri sono la fonte dell'energia oscura.  Hanno studiato le galassie ei buchi neri supermassicci nel loro cuore.  Nella foto è NGC 1316, una galassia lenticolare a circa 60 milioni di anni luce di distanza nella costellazione della Fornace

Svolta: gli scienziati hanno trovato la prima prova che i buchi neri sono la fonte dell’energia oscura. Hanno studiato le galassie ei buchi neri supermassicci nel loro cuore. Nella foto è NGC 1316, una galassia lenticolare a circa 60 milioni di anni luce di distanza nella costellazione della Fornace

Ma nel 1998, gli astronomi furono sorpresi di scoprire che non solo l’universo era ancora in espansione, ma anche questa espansione stava accelerando.

Per spiegare questa scoperta, è stato proposto che una “energia oscura” fosse responsabile di separare le cose più fortemente della gravità.

Questo era collegato a un concetto che Einstein aveva proposto ma successivamente scartato: una “costante cosmologica” che si opponeva alla gravità e impediva all’universo di collassare.

Tuttavia, i buchi neri hanno posto un problema: la loro gravità estremamente forte è difficile da contrastare, specialmente al loro centro, dove tutto sembra rompersi in un fenomeno chiamato “singolarità”.

Per approfondire il problema, a Un team di 17 ricercatori provenienti da nove paesi ha studiato nove miliardi di anni di evoluzione dei buchi neri.

Hanno osservato galassie antiche e dormienti e hanno scoperto che i buchi neri guadagnano massa in un modo coerente con il loro contenuto di energia del vuoto, o Energia Oscura.

In effetti, la dimensione dell’universo in diversi momenti nel tempo corrispondeva strettamente alla massa dei buchi neri supermassicci nel cuore delle galassie.

In altre parole, la quantità di Energia Oscura nell’universo può essere spiegata dall’energia del vuoto del buco nero, il che significa che i buchi neri sono la fonte dell’energia oscura.

5. Possono essere “porte secondarie” per altre parti dell’universo

Nel profondo di un buco nero c’è la singolarità gravitazionale, dove lo spazio-tempo si incurva verso l’infinito e qualsiasi materia che vi passa attraverso può sopravvivere.

O così si è sempre pensato.

Tuttavia, in un recente studio i ricercatori hanno suggerito che potrebbe effettivamente esserci una via d’uscita attraverso un wormhole al centro del buco nero, che funge da “porta sul retro”.

Nel profondo di un buco nero c'è la singolarità gravitazionale, dove lo spazio-tempo si incurva verso l'infinito e qualsiasi materia che passa può sopravvivere (immagine stock)

Nel profondo di un buco nero c’è la singolarità gravitazionale, dove lo spazio-tempo si incurva verso l’infinito e qualsiasi materia che passa può sopravvivere (immagine stock)

Secondo questa teoria, qualsiasi cosa che viaggia attraverso il buco nero sarebbe “spaghettizzata”, o allungata all’estremo, ma tornata alle sue dimensioni normali quando emerge in una diversa regione dell’universo.

Sebbene sia improbabile che un essere umano sopravviva a questo processo, i ricercatori affermano che la materia all’interno del buco nero non andrebbe persa per sempre come si pensava in precedenza, e verrebbe invece espulsa in un’altra area dell’universo.

E i ricercatori affermano che non ci sarebbe bisogno di energia “esotica” per generare il wormhole, come suggerisce la teoria della gravità di Einstein.

I BUCHI NERI HANNO UN’ATTRAZIONE GRAVITAZIONALE COSÌ FORTE CHE NEANCHE LA LUCE PUO’ SCAPPARE

I buchi neri sono così densi e la loro attrazione gravitazionale è così forte che nessuna forma di radiazione può sfuggirgli, nemmeno la luce.

Agiscono come intense fonti di gravità che aspirano polvere e gas intorno a loro. Si pensa che la loro intensa attrazione gravitazionale sia ciò attorno a cui orbitano le stelle nelle galassie.

Il modo in cui si formano è ancora poco compreso. Gli astronomi ritengono che possano formarsi quando una grande nube di gas fino a 100.000 volte più grande del Sole collassa in un buco nero.

Molti di questi semi di buchi neri poi si fondono per formare buchi neri supermassicci molto più grandi, che si trovano al centro di ogni galassia massiccia conosciuta.

In alternativa, un seme di buco nero supermassiccio potrebbe provenire da una stella gigante, circa 100 volte la massa del sole, che alla fine si trasforma in un buco nero dopo aver esaurito il carburante e collassato.

Quando queste stelle giganti muoiono, diventano anche “supernova”, un’enorme esplosione che espelle la materia dagli strati esterni della stella nello spazio profondo.

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