I buchi neri sono gli oggetti più esotici e che ispirano timore reverenziale nell'Universo.
Prendi la massa di un'intera stella. Comprimilo in un oggetto così compatto che la forza di gravità sfida la comprensione.
Niente, nemmeno la luce, può sfuggire alla forza di gravità di un buco nero.
L'idea fu concepita per la prima volta nel XVIII secolo dal geologo John Mitchell. Si rese conto che se potessi comprimere il Sole di diversi ordini di grandezza, avrebbe una gravità così forte che avresti bisogno di andare più veloce della velocità della luce per sfuggire.
Inizialmente, i buchi neri non erano considerati altro che concetti matematici astratti; persino Einstein pensava che in realtà non esistessero. Ma nel 1931, l'astronomo Chandrasekhar calcolò che alcune stelle di grande massa potrebbero essere in grado di collassare in buchi neri.
Si sono rivelati reali e nei decenni successivi gli astronomi hanno trovato molti esempi nell'Universo.
Le stelle sono tenute in perfetto equilibrio da due forze opposte. C'è la pressione verso l'interno della gravità, che tenta di far collassare la stella, contrastata dalla pressione verso l'esterno della radiazione emessa.
Il concetto di questo artista illustra un buco nero supermassiccio con una massa da milioni a miliardi di volte la massa del nostro sole. I buchi neri supermassicci sono oggetti enormemente densi sepolti nel cuore delle galassie. Credito immagine: NASA/JPL-Caltech
Al centro, milioni di tonnellate di idrogeno vengono convertite in elio ogni secondo, rilasciando radiazioni gamma. Questo processo di fusione è una reazione esotermica, il che significa che rilascia più energia di quanta ne richieda.Man mano che la stella consuma l'ultimo del suo idrogeno, passa alle riserve di elio che ha accumulato. Dopo aver esaurito l'elio, passa al carbonio e poi all'ossigeno.
Poiché la stella continua a emettere radiazioni, bilancia le forze gravitazionali cercando di comprimerla.
Le stelle con la massa del nostro Sole praticamente si fermano qui. Non abbastanza massicci per continuare la reazione di fusione, oltre l'ossigeno, diventano una nana bianca e si raffreddano.
Ma per le stelle con circa 5 volte la massa del nostro Sole, il processo di fusione continua più in alto nella tavola periodica fino al silicio, all'alluminio, al potassio e così via, fino al ferro.
Non si può produrre energia fondendo insieme atomi di ferro. È l'equivalente stellare della cenere.
E così, in una frazione di secondo, la radiazione della stella si spegne. Senza quella pressione verso l'esterno della radiazione, la gravità vince e la stella implode. La massa di un'intera stella collassa in un volume di spazio sempre più piccolo.
La velocità di cui avresti bisogno per fuggire dalla stella aumenta, finché nemmeno la luce è abbastanza veloce da scappare.
Ed è così che si forma un buco nero.
Bene, questo è il modo principale.
Puoi anche ottenere buchi neri quando oggetti densi, come le stelle di neutroni, si scontrano tra loro.
E poi ci sono i buchi neri supermassicci nel cuore di ogni galassia. E ad essere onesti, gli astronomi non sanno ancora come si siano formati quei mostri.
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