Cinque teorie sui buchi neri che ti lasceranno a bocca aperta

I buchi neri sono tra gli oggetti più controversi dell’universo.

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

Si sono anche infiltrati nella cultura popolare attraverso la fantascienza, Star Trek e le riviste di Hollywood.

Ma quali sono le cinque teorie più bizzarre e accattivanti sui buchi neri così incomprensibili da confondere la mente?

Qui MailOnline dà un’occhiata.

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

Gli scienziati hanno scoperto due buchi neri supermassicci che si mangiano uno accanto all’altro con solo 750 anni luce di distanza – leggi di più

Gli astronomi hanno scoperto due buchi neri che “mangiano” fianco a fianco

1. Sono circondati da un “anello di fuoco”.

Nel 2019, gli astronomi hanno scattato la prima immagine 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” molto luminoso, come lo descrivono i ricercatori, che circonda un buco nero perfettamente circolare.

“È come guardare nelle porte dell’inferno”, ha detto Heino Falk della Radboud University di Nijmegen, nei Paesi Bassi.

Quando i buchi neri consumano materia vagante troppo vicino, la comprimono in un disco surriscaldato di gas incandescente.

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

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

In un precedente storico, gli scienziati hanno catturato una straordinaria immagine di un buco nero supermassiccio nel cuore della nostra galassia, la 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 pensavano fossero, aggiungendo che era possibile che i dati fossero scivolati da un dirupo.

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

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

Propone che le particelle sull’orizzonte degli eventi, il confine del buco nero, siano 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 che sono state strappate dalle particelle che cadono nel buco nero.

Ciò significa effettivamente che mentre le particelle che cadono in un buco nero possono scomparire, le loro informazioni indugiano ancora sull’orlo dell’oblio in questo “capello sottile” di particelle quantistiche.

Il fisico teorico ha paragonato il ritorno dell’informazione a un’enciclopedia in fiamme, dove tecnicamente l’informazione non andrebbe persa, ma sarebbe estremamente difficile 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. Emette fontane a gas

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

Ma molti di questi oggetti misteriosi sono in realtà circondati da accumuli di gas e polvere che circondano buchi neri come l’acqua che scende da uno scarico.

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

La forte presa gravitazionale di un buco nero significa che nulla può sfuggire se si avvicina troppo al bordo del buco. Ma molti di questi oggetti misteriosi sono in realtà circondati da accumuli di gas e polvere, che sparano dritti nell’aria e assomigliano potentemente a fontane.

Innanzitutto, il gas freddo forma un disco vicino al piano di rotazione, che si riscalda finché le particelle non si disintegrano.

Alcune di queste particelle vengono espulse sopra e sotto il disco, per poi ricadere formando una struttura simile a una fontana.

Osservazioni alternative suggeriscono anche che questo movimento produca anelli arcuati che circondano i pozzi interni della materia, che sparano dritti nell’aria e assomigliano molto a 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 drammaticamente rivelato che la roba potrebbe effettivamente essere la fonte di un’energia sconosciuta nota come energia oscura.

Fondamentalmente, 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 nei loro nuclei. 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 si stava espandendo, ma anche che l’espansione stava accelerando.

Per spiegare questa scoperta, è stato suggerito che “l’energia oscura” è responsabile di spingere via le cose con una forza maggiore della gravità.

Questo era legato a un concetto proposto da Einstein ma successivamente scartato: una “costante cosmologica” che si oppone alla gravità e impedisce all’universo di collassare.

I buchi neri, tuttavia, hanno posto un problema: è difficile opporsi alla loro intensa gravità, specialmente al loro centro, dove tutto sembra collassare in un fenomeno chiamato “singolarità”.

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

Hanno osservato antiche galassie 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 è strettamente proporzionale alla massa dei buchi neri supermassicci nei nuclei delle galassie.

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

5. Possono essere “backdoor” verso altre parti dell’universo

Nel profondo di un buco nero c’è una singolarità gravitazionale, dove lo spazio-tempo curva verso l’infinito e qualsiasi materia che lo attraversa può sopravvivere.

O così ha sempre pensato.

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

Nel profondo di un buco nero c’è una singolarità gravitazionale, dove lo spazio-tempo curva verso l’infinito, e non importa quale materia lo attraversi può sopravvivere (Immagine stock)

Secondo questa teoria, tutto ciò che viaggia attraverso un buco nero sarà “fangoso” o allungato all’estremo, ma tornerà alle sue dimensioni normali quando apparirà in una diversa regione dell’universo.

Sebbene sia improbabile che un essere umano sopravviva al processo, i ricercatori affermano che la materia all’interno di un buco nero non andrà persa per sempre come si pensava in precedenza, ma verrà invece espulsa in un’altra regione dell’universo.

I ricercatori affermano che non sarebbe necessaria alcuna energia “aliena” per generare il wormhole, come suggerisce la teoria della gravità di Einstein.

I buchi neri hanno un’attrazione gravitazionale così forte che nessuna luce può sfuggire

I buchi neri sono così densi e la loro gravità è così forte che nessuna forma di radiazione, nemmeno la luce, può sfuggire da essi.

Agiscono come intense sorgenti gravitazionali che sollevano polvere e gas intorno a loro. Si ritiene che la loro intensa gravità sia ciò attorno a cui ruotano le stelle nelle galassie.

Come si forma non è ancora chiaro. Gli astronomi pensano che possa formarsi quando una grande nube di gas, fino a 100.000 volte più massiccia del sole, collassa in un buco nero.

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

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

Quando queste stelle giganti muoiono, attraversano anche una “supernova”, che è una massiccia esplosione che espelle la materia dagli strati esterni della stella nello spazio profondo.

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Elma Zito

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