Nero (veramente nero) fori

Recentemente il famoso astrofisico Stephen Hawkings ha fatto capire che la sua teoria sui buchi neri potrebbe dover essere rivista. Anche se per la maggior parte di noi, le revisioni più evidenti sono, 'che cosa è esattamente un buco nero?' e 'perché c'è tanto interesse per loro?'

Lasciate ogni speranza voi ch'entrate

Così che cosa è un buco nero? Un buco nero è una zona di spazio-tempo da cui non importa può sfuggire, nemmeno la luce. Naturalmente lo spazio e il tempo in un buco nero sono così confusi up che non esistono, nel senso che noi li conosciamo. Nulla può sfuggire ad un buco nero, perché la forza di gravità all'interno di questa regione è così intensamente forte, soprattutto al centro o la singolarità, che la densità di qualsiasi materia è quasi infinito, che provoca la velocità alla quale la materia può sfuggire alla forza gravitazionale anche essere superiore alla velocità della luce.

Cerchiamo di capire questo ulteriore. Immaginate che si sta in piedi sulla superficie della Terra e gettando un oggetto in aria. L'oggetto andrà a una certa distanza e poi tornare indietro e cadere sulla Terra. Più forte si butta, più veloce e maggiore sarà andare, ma alla fine tornare sulla terra. Ma se in qualche modo tiro abbastanza difficile perché per sfuggire alla gravità terrestre, che tra l'altro è di circa sette chilometri al secondo (quindi non cercano nemmeno di farlo con le mani), non sarebbe mai tornato. Questa velocità è la velocità di fuga.

Ora, se un corpo è compresso in piccoli volumi, la sua densità aumenta e quindi aumenta la sua forza di gravità, a causa della fuga che aumenta la velocità. Così ora deve essere lanciata a velocità sempre più elevate. Il più veloce che un oggetto può muoversi, teoricamente parlando, è alla velocità della luce, che è 186 mila miglia al secondo, quindi se la velocità di fuga superiore a questa velocità, non sarebbe in grado di sfuggire, nemmeno la luce. Questo è essenzialmente ciò che accade in un buco nero.

L'inizio della fine

Al fine di comprendere come un buco nero si forma, abbiamo bisogno di capire il ciclo di vita di una stella. Una stella si forma quando una grande quantità di gas, principalmente idrogeno, collassa su se stessa a causa di attrazione gravitazionale. Poiché il volume diminuisce, gli atomi gassosi cominciano a collidere con l'altro a velocità crescenti e con frequenze crescenti. Questo aumenta la temperatura ad un livello in cui gli atomi di idrogeno in definitiva non collidono ma si fondono per formare elio. Il calore e luce vengono rilasciati durante la reazione e si forma una stella.

Il calore generato aumenta la pressione dei gas e si espandono, finché la forza di espansione è uguale alla forza gravitazionale. La stella poi si stabilizza e può rimanere così per miliardi di anni, ma alla fine si esaurirà di carburante e come lo fa, le forze gravitazionali prendono il sopravvento e diventa sempre più difficile per la luce e il calore di scappare. Ma una volta che la star ha raggiunto un raggio critico, la forza di diventare così forte che nulla può sfuggire e un buco nero si forma.

Naturalmente non tutte le stelle diventano buchi neri. Sia che si formerà un buco nero dipenderà massa della stella al suo punto critico, nonché della quantità di pressione verso l'esterno che è in grado di esercitare per contrastare la forza gravitazionale. Se la stella è molto massiccia, l'immensa forza gravitazionale garantirà un buco nero, altrimenti può trasformarsi in una nana bianca o una stella di neutroni. Gli elettroni nel caso di una nana bianca e neutroni nel caso di una stella di neutroni resistere alla forza di gravità verso l'interno. Così, sebbene molto denso, non collassare in una singolarità.

Il punto di non ritorno

La superficie del buco nero è conosciuta come la 'orizzonte degli eventi', oltre la quale l'attrazione gravitazionale è così forte che nessuna informazione può sfuggire verso l'esterno. E 'quindi come un senso unico limite, si può entrare, ma non si può uscire, mai. Questo confine o l'orizzonte degli eventi coincide con quei raggi di luce che proprio non riescono a sfuggire al buco nero.

L'astrofisico tedesco Kurt Schwarzschild aveva calcolato il raggio critico per una data massa in cui non sfuggirà nemmeno la luce, questo raggio è proporzionale alla massa del buco nero. Naturalmente, più la massa, più la superficie, per es un buco nero con una massa che è dieci volte quella del nostro Sole avrà un raggio di circa 30 km, mentre un buco nero che è migliaia di volte la massa solare avrà un raggio di 3000 km. Quindi se un buco nero, pesa 10 volte un altro buco nero, il suo raggio sarà 10 volte di più.

Per quanto riguarda i buchi neri grandi come può essere, non ci sono stime che alcuni buchi neri hanno masse 1.000.000 volte quella del sole.

Voglio vedere un buco nero

Non è possibile vedere letteralmente un buco nero, perché la luce non può sfuggire, ma possiamo vedere gli effetti di un buco nero sulla materia vicina o oggetti. Per es se un buco nero erano circondati da importanza, come il gas o addirittura stelle, l'accelerazione dei loro movimenti mentre si avvicinava al buco nero potrebbe essere osservato dai cambiamenti in energia dei raggi X che essi emettono.

Comunque prova conclusiva può essere ottenuto solo una volta le onde gravitazionali che producono buchi neri, si studiano. Il problema è che non abbiamo sufficientemente sensibili rivelatori di onde gravitazionali ancora. Questi rivelatori di onde misurare le vibrazioni nello spazio-tempo, come i buchi neri si formano o come essi interagiscono con altre questioni di rilievo come una stella di neutroni o anche un altro buco nero.

Non abbiamo una migliore cosa da fare?

Perché studiare i buchi neri?

__Curiosity - Questa è forse la ragione più forte. Se esiste, o anche se così non fosse, abbiamo bisogno di sapere. L'evoluzione umana è stata basata su questa semplice premessa.

Dato che __ buchi neri sono tali forze enormi gravitazionali, il loro studio ci darà una migliore idea di come funziona la gravità.

__If Siamo in grado di dimostrare definitivamente l'esistenza dei buchi neri, saremmo più fiduciosi circa le teorie, come la teoria dell'origine dell'universo, che non può essere dimostrata decisiva.

E che cosa è esattamente questa singolarità?

La singolarità si trova al centro del buco nero. Qualsiasi questione che attraversa l'orizzonte degli eventi, è destinata a muoversi verso la singolarità, dove potrebbe essere schiacciato a densità infinita. Infatti, una volta l'orizzonte degli eventi è attraversato, ogni sforzo per sfuggire solo ad accelerare il movimento verso la singolarità.

A questa singolarità, attrazione gravitazionale è così forte che lo spazio-tempo non ha significato nel suo senso normale. Anche le leggi fisiche come la relatività generale non si applicano qui, fino a oggi, nessuna teoria è stata pienamente in grado di spiegare il funzionamento della singolarità.