Cosa sono i buchi neri? Come si formano? E cosa vi è al di la’ di essi?

La ricerca
scientifica ha come scopo la descrizione (matematica) del mondo. Questa
descrizione deve essere in grado di predire il comportamento del “tutto”.
I buchi neri sono degli oggetti (una parte del “tutto”) di cui si cerca
di predire il comportamento in modo puramente fisico-matematico. Siamo
abbastanza convinti della loro esistenza, ma non e’ detto che abbiamo
capito fino in fondo le loro proprieta’, per il semplice fatto che le
teorie con cui pretendiamo di capirli probabilmente non sono adatte a
raggiungere pienamente lo scopo.

Sin da quando
si e’ scoperta la legge di gravitazione universale (Newton) si e’ iniziato
a pensare di un corpo da cui non potesse “sfuggire” nemmeno la luce; ammesso
che la luce avesse una velocita’ minore di infinito!

La legge
di gravitazione universale di Newton, predice infatti che dalla superfice
di un “pianeta” (od altro corpo) non possa sfuggire nessuna “cosa” che
non abbia una velocita’ superiore a

(dove G
e’ la costante di gravitazione universale, M e’ la massa del pianeta
ed R e’ il suo raggio) Questo e’ intuitivamente chiaro, poiche’
quanto piu’ e’ massiccio il corpo (e tanto piu’ vicina e’ la superfice
al centro del pianeta) tanto piu’ attrae le cose che sono poste sulla
sua superfice. A quel tempo pero’ la cosa era puramente speculativa, poiche’
non si sapeva ancora ne’ se la luce si muovesse ad una velocita’ finita,
ne se la materia poteva raggiungere una densita’ sufficiente ad ottenere
una velocita’ di fuga superluminale.

Oggi sappiamo
che la velocita’ della luce e’ di poco meno che 300 mila km al secondo
e che la “vita” di alcune stelle potrebbe terminare in una “implosione”
in cui la materia si comprime fino alla densita’ necessaria ad ottenere
una velocita’ di fuga superiore a quella della luce. Riguardo alla domanda
“cosa c’e’ al di la’ di essi” il lettore probabilmente si riferisce alle
(frequenti) citazioni fantascietifiche in cui il buco nero e’ visto come
“cunicolo” che “sbuca” da qualche altra parte. La risposta scientifica
al “cosa c’e’ al di la’ di essi” e’ che non sappiamo cosa dire. Mi spiego
meglio: quello che sappiamo e’ che la presenza di una cosi’ grande massa
in cosi’ poco spazio “deforma” la geometria stessa del vuoto. Per capire
cosa vuol dire “deforma la geometria stessa del vuoto” faccio un esempio:
se ci ponessimo dentro un ipotetico tunnel circolare posto attorno al
buco nero ad una certa distanza non vedremmo una anello curvo (come effetivamente
e’), ma lo vedremmo dritto! E sul fondo del “corridoio” vedremmo le nostre
spalle!! Questo modo di “deformare lo spazio” ci e’ perfettamente spiegato
dalla Teoria della Relativita’ Generale di Einstein, (la quale non fa
differenza fra dimensioni spaziali e dimensione temporale, ed infatti
ci sarebbero anche altre “stranezze” temporali, nella vicinanza di un
buco nero).

La Teoria,
però, pur essendo uno dei migliori strumenti che abbiamo, non e’ del tutto
soddisfacente in casi come questo.

Consiglio
anche la lettura della risposta
di Massimo Marconato alla domanda: Secondo la relatività di Einstein è
possibile (almeno in teoria) viaggiare nel tempo? In essa si affronta
in dettaglio anche l’argomento “cunicoli spazio-temporali”

Vedi inoltre
la risposta di Paolo Sirtoli
e Marco Guagnelli alla domanda: Cos’è l’orizzonte degli eventi?