Un buco nero è un’uscita a senso unico dal nostro universo.

L’idea di un buco nero – un oggetto così massiccio che nulla poteva sfuggire alla sua gravità – risale al 1700. Ma la storia moderna dei buchi neri inizia davvero con la rivoluzionaria teoria della gravità di Einstein, completata nel 1917. Nel secolo scorso, gli scienziati hanno usato la teoria della gravità di Einstein per sviluppare un’immagine di come devono essere i buchi neri. Ecco alcune delle incredibili proprietà dei buchi neri che hanno predetto.

In linea di principio, qualsiasi oggetto – anche una roccia – può essere trasformato in un buco nero, schiacciandolo in un volume abbastanza piccolo. In queste condizioni, l’oggetto continua a collassare sotto il proprio peso, schiacciandosi fino a zero dimensioni. Tuttavia, secondo la teoria di Einstein, la massa e la gravità dell’oggetto rimangono indietro, sotto forma di un’estrema distorsione dello spazio e del tempo attorno ad esso. Questa distorsione dello spazio e del tempo è il buco nero.

In natura, gli unici oggetti che possono formare un buco nero da soli sono grandi stelle – stelle molte volte più massicce del nostro Sole. Alla fine della loro vita, queste stelle collassano sotto il loro stesso peso, formando un buco nero. Mentre la stella originale potrebbe essere larga milioni di miglia, il buco nero risultante è a poche miglia di distanza. Il foro stesso ha la forma di un pallone da spiaggia – sferico.

Il buco nero risultante è il nero più scuro dell’universo: non importa quanto sia potente una luce su di esso, nessuna luce rimbalza mai indietro, perché la luce viene inghiottita dal buco. Un buco nero è un vero “buco” nello spazio: tutto ciò che attraversa il bordo del buco – chiamato “orizzonte” del buco – viene inghiottito per sempre. Per questo motivo, i buchi neri sono considerati un bordo dello spazio, una porta di uscita a senso unico dal nostro universo; nulla all’interno di un buco nero può mai comunicare di nuovo con il nostro universo, anche in linea di principio.

Tuttavia i buchi neri sono ancora più strani di così. Come ci si avvicina a un buco nero, il flusso di tempo rallenta, rispetto al flusso di tempo lontano dal buco. (Secondo la teoria di Einstein, qualsiasi corpo massiccio, inclusa la Terra, produce questo effetto. La gravità terrestre è così debole che il rallentamento del tempo non è evidente, ma l’effetto è stato confermato utilizzando strumenti sensibili. Ad esempio, al livello del mare invecchiate un miliardesimo di secondo in meno ogni anno di quanto fareste se viveste in cima al monte. Everest.) Vicino a un buco nero, il rallentamento del tempo è estremo. Dal punto di vista di un osservatore al di fuori del buco nero, il tempo si ferma. Ad esempio, un oggetto che cade nel foro sembrerebbe congelato nel tempo sul bordo del foro.

All’interno di un buco nero è dove si trova il vero mistero. Secondo la teoria di Einstein, il tempo e lo spazio, in un certo senso, scambiano posti all’interno del buco. All’interno del buco nero, il flusso del tempo stesso attira gli oggetti che cadono nel centro del buco nero. Nessuna forza nell’universo può fermare questa caduta, più di quanto possiamo fermare il flusso del tempo.

Al centro del buco nero è dove la nostra comprensione si rompe. La teoria della gravità di Einstein sembra prevedere che il tempo stesso sia distrutto al centro del buco: il tempo giunge a una brusca fine lì. Per questo motivo, un buco nero è talvolta descritto come il ” contrario della creazione.”Ma nessuno sa come o perché il tempo potrebbe venire a una brusca fine, non più di quanto sappiamo come il tempo è stato creato in primo luogo. La teoria della gravità di Einstein non si applica più a queste più piccole scale di distanza, e si devono trovare nuove leggi della natura che descrivono ciò che accade al centro di un buco nero.

L’interno di un buco nero porta ad un altro universo, come alcuni scienziati hanno affermato? La verità è che nessuno lo sa davvero. Non possiamo fare un esperimento diretto per scoprirlo, anche in linea di principio, dal momento che nessuna informazione o prova può mai uscire da un buco nero. Questo è ciò che rende così importante trovare e studiare i buchi neri dall’esterno, mentre allo stesso tempo sviluppa teorie che possono prevedere con maggiore sicurezza cosa potrebbe accadere all’interno del buco nero.

Una cosa è prevedere come dovrebbero essere i buchi neri. È un’altra cosa cacciarli in natura. I buchi neri esistono davvero? Se è così, come sono? Esplora le prove per i buchi neri nella sezione successiva >