Monday, May 7, 2018

Alla scoperta dei Buchi Neri

FREE-ASTRONOMY vuole dare un servizio efficace di divulgazione astronomica. Oggi, per l'intera settimana, vi offriamo un primo e utile approccio a tutti coloro che vogliono entrare il più possibile all’interno di uno dei fenomeni celesti più misteriosi e più studiati: i Buchi Neri. 



Il termine buco nero, entrato ormai a far parte del linguaggio corrente, viene utilizzato in astrofisica per identificare una regione dello spazio dove la materia è compressa a tal punto che nemmeno la luce può uscirne.

Nei musei scientifici i buchi neri vengono generalmente raffigurati tramite un telo scuro teso all’interno del quale giace una grossa massa: quando si lancia una biglia sul bordo, l’effetto che si ottiene è quello della caduta della stessa verso il centro che spiraleggia come una barca risucchiata da un gorgo.

Questa è in effetti una rappresentazione di comodo che serve ad evidenziare l’effetto che meglio caratterizza i buchi neri, ovvero quello di attrarre a sé qualunque cosa risenta dell’interazione gravitazionale con una forza tale che nemmeno la luce può sfuggirgli. Se questi corpi non emettono luce non potranno altro che apparirci come neri, da cui il suggestivo nome che li ha resi famosi.

In queste condizioni è improbabile vederlo direttamente e solamente da pochi decenni si stanno studiando seriamente gli effetti prodotti che ne rivelerebbero la presenza. Ma da quando si ebbe l’idea dell’esistenza nel cosmo di oggetti così particolari? Nel 1783 l’astronomo John Michell pubblica un saggio in cui afferma che una stella di massa e densità molto grandi avrebbe un campo gravitazionale così forte che neanche la luce riuscirebbe a sfuggirgli.

Passano quasi una decina d’anni e l’astronomo-matematico Pierre-Simon De Laplace nel 1796 sostiene nella sua opera “Esposizione del sistema del mondo” che “Esistono dunque nel cielo dei corpi neri, grandi quanto le stelle e forse altrettanto numerosi”.

I buchi neri, anche se implicitamente previsti dalla teoria della gravitazione di Einstein del 1915, ovvero dalla Relatività Generale, solamente nel 1939 vengono ipotizzati per la prima volta teoricamente da Openheime/r e Snyder, mentre nel 1969 venne coniata da John A. Wheeler l’espressione buco nero o black hole.

Solo nel 1971 s’incomincia a prendere sul serio l’esistenza dei buchi neri, infatti le osservazioni astronomiche, in particolare lo studio delle righe spettrali e delle forti emissioni di raggi X a intervalli di circa un 1/1,000 di secondo che vengono catturate dall’osservatorio orbitale Uhuru, rilevano che Cignus X-1, una sorgente binaria di raggi X situata nella costellazione del Cigno e posta a 8000 anni luce da noi, è la prima evidenza osservativa dell’esistenza dei buchi neri.


L’astrofisico Stephen Hawking , forse il più noto al grande pubblico internazionale, lega il suo nome a questi oggetti dato che vi ha dedicato gran parte della sua carriera. Infatti, nel 1976, presentò la teoria per cui un buco nero emette una radiazione con uno spettro termico a distanza infinita dalla sorgente. In altre parole dimostrò che i buchi neri non sono neri, ma irradiano energia in modo continuo con una temperatura inversamente proporzionale alla loro massa, la cui dimostrazione proviene dall’applicazione della meccanica quantistica ai campi elettromagnetici nei pressi di un buco nero.

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