{"id":110660,"date":"2024-10-28T00:02:00","date_gmt":"2024-10-27T23:02:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/?p=110660"},"modified":"2024-10-19T22:14:47","modified_gmt":"2024-10-19T20:14:47","slug":"astronomia-i-buchi-neri-misteri-delluniverso","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/archives\/110660","title":{"rendered":"I buchi neri, misteri dell’Universo"},"content":{"rendered":"tempo di lettura: <\/span> 5<\/span> minuti<\/span><\/span>

.<\/p>\nlivello elementare<\/span><\/a>\n

.<\/span><\/p>\n

ARGOMENTO: ASTROFISICA<\/strong><\/span>
PERIODO: XXI SECOLO<\/strong><\/span>
AREA: DIDATTICA<\/strong><\/span>
parole chiave: Buchi neri, orizzonte degli eventi
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Ne abbiamo sentito parlare nei libri e film di fantascienza, oggetti celesti il cui campo gravitazionale \u00e8 cos\u00ec intenso da formare intorno a s\u00e9 una regione dello spaziotempo dalla quale nulla pu\u00f2 uscire, compresa la luce e le altre radiazioni elettromagnetiche. L’argomento \u00e8 molto affascinante ma anche complesso per cui cercher\u00f2 di riassumerlo in maniera quanto pi\u00f9 semplice possibile. Tecnicamente, un buco nero<\/b><\/span> \u00e8 un corpo celeste con un campo gravitazionale cos\u00ec intenso che dal suo interno non pu\u00f2 uscire nulla, nemmeno la luce<\/sup> essendo la velocit\u00e0 di fuga necessaria superiore a quella della luce. I buchi neri pi\u00f9 semplici hanno una massa, ma non una carica elettrica n\u00e9 un momento angolare e sono spesso indicati come buchi neri di Schwarzschild.<\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Lo spazio circostante un buco nero in una rappresentazione artistica della NASA. La superficie nera rappresenta l’orizzonte degli eventi e non il buco nero propriamente definito – Autore  NASA \/ D. Berryhttps:\/\/imagine.gsfc.nasa.gov\/science\/questions\/relativity.html<\/a>Black hole (NASA).jpg – Wikimedia Commons<\/a><\/strong>Caratteristica distintiva dei buchi neri \u00e8 la comparsa di una superficie nera attorno al baricentro della loro massa che ne circonda il nucleo massiccio, delimitando la regione spazio-temporale dalla quale non pu\u00f2 uscire o venir emesso alcun segnale n\u00e9 alcuna quantit\u00e0 di materia. La superficie di questa sfera \u00e8 chiamata <\/span>orizzonte degli eventi<\/span><\/strong> perch\u00e9 nessun evento che accade al suo interno \u00e8 in grado di avere una qualche influenza su ci\u00f2 che sta all\u2019esterno. L\u2019enorme compattazione richiesta per creare un buco nero genera un campo gravitazionale tale da impedire ad ogni tipo di informazione (che sia materia o luce) di attraversare l\u2019orizzonte degli eventi dall\u2019interno verso l\u2019esterno. In questa serie di diagrammi viene rappresentata l’influsso sulle particelle man mano che si avvicinano all’orizzonte degli eventi.<\/span><\/span><\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Lontano dal buco nero una particella pu\u00f2 muoversi in qualsiasi direzione, come illustrato dalla serie di frecce. Il movimento \u00e8 limitato solo dalla velocit\u00e0 della luce<\/strong><\/span><\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Pi\u00f9 vicino al buco nero lo spazio-tempo incomincia a deformarsi. Ci sono pi\u00f9 sentieri che vanno verso il buco nero rispetto ai percorsi in allontanamento.<\/strong><\/span><\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

tutti i sentieri sono inghiottiti all’interno dell’orizzonte degli eventi – i tre diagrammi descrivono come un buco nero distorce la struttura causale dello spaziotempo che lo circonda.<\/span><\/span> Le figure sono una rappresentazione essenziale dei diagrammi di Finkelstein (vedi: Hawking, Stephen W.; George Ellis (1973) The large scale structure of space-time, Cambridge: Cambridge University Press, p. 152 ISBN: 0-521-09906-4. OCLC: 16002677) BH-no-escape-3.svg – Wikimedia Commons<\/a><\/span><\/span><\/strong><\/span><\/p>\n

In parole semplici ma anche molto evocative, sono \u201cbuchi nello spaziotempo\u201d da cui non esce niente, nemmeno la radiazione, una sorta di rigido \u201csenso unico\u201d a solo ingresso!<\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

La prima prova visiva diretta della presenza di un buco nero al centro della nostra Galassia, la Via Lattea. \u00c8 stata catturata dall’Event Horizon Telescope (EHT), un array che collega otto radio osservatori esistenti in tutto il pianeta per formare un unico telescopio virtuale delle dimensioni della Terra. La foto \u00e8 stata pubblicata il 12 maggio 2022 – Autore EHT Collaboration
<\/span><\/strong>https:\/\/www.eso.org\/public\/images\/eso2208-eht-mwa\/  <\/a>EHT Sagittarius A black hole.tif – Wikimedia Commons<\/a><\/p>\n

Se i buchi neri non possono emettere luce, cosa stiamo guardando quando vediamo l\u2019immagine di un buco nero?<\/strong><\/span>
Ci\u00f2 che vediamo in realt\u00e0 \u00e8 il disco di accrescimento del buco nero<\/span><\/strong>, che si pu\u00f2 formare intorno al buco nero quando la materia, che si trova nelle vicinanze, precipita verso di esso, assumendo una rotazione attorno al buco nero e scaldandosi fino ad emettere grandi quantit\u00e0 di radiazione elettromagnetica (in bande diverse a seconda della temperatura di emissione).<\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Un curioso fenomeno: la lente gravitazionale. Ecco una simulazione animata della lente gravitazionale causata da un buco nero che passa davanti a una galassia posta sullo sfondo. Un’immagine secondaria della galassia pu\u00f2 essere vista all’interno dell’anello di Einstein del buco nero nella direzione opposta a quella della galassia. L’immagine secondaria cresce (rimanendo all’interno dell’anello di Einstein) man mano che l’immagine primaria si avvicina al buco nero. La luminosit\u00e0 superficiale delle due immagini rimane costante, ma la loro dimensione angolare varia, producendo quindi un’amplificazione della luminosit\u00e0 della galassia come se fosse vista da un osservatore distante. L’amplificazione massima si verifica quando la galassia sullo sfondo (o nel caso presente una parte luminosa di essa) si trova esattamente dietro il buco nero<\/strong><\/span> Black hole lensing web.gif – Wikimedia Commons<\/a><\/p>\n

Non tutti i buchi neri formano un disco di accrescimento<\/span><\/strong> intorno a essi: se non c\u2019\u00e8 materiale attorno al buco nero, questo non ha nulla da attrarre a s\u00e9 e pertanto sar\u00e0 inattivo. Le caratteristiche del disco di accrescimento dipendono dalla distribuzione di materia del sistema e la gravit\u00e0 determina un\u2019attrazione universale tra tutte le masse. L\u2019accrescimento fa s\u00ec che l\u2019oggetto centrale diventi sempre pi\u00f9 massiccio e quindi sempre pi\u00f9 attivo nel raccogliere materia. In fisica, ovunque ci sia calore, c\u2019\u00e8 radiazione elettromagnetica termica. Quando la temperatura di un corpo aumenta, aumenta anche l\u2019energia emessa sotto forma di radiazione. La temperatura di un disco di accrescimento attorno a un buco nero \u00e8 sufficientemente alta da consentire alla materia del disco di emettere grandi quantit\u00e0 di raggi X altamente energetici grazie ad un\u2019altra forma di energia (in questo caso energia gravitazionale).<\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Questa rappresentazione artistica raffigura un buco nero super- massiccio in rapida rotazione circondato da un disco di accrescimento.<\/span><\/span> Questo sottile disco di materiale rotante \u00e8 costituito dai resti di una stella simile al Sole che \u00e8 stata fatta a pezzi dalle forze di marea del buco nero<\/span><\/span> –<\/span><\/span><\/strong><\/span> Fonte https:\/\/www.eso.org\/public\/images\/eso1907h\/ – Autore European Southern Observatory – ESO<\/strong><\/span> Anatomy of a Black Hole.jpg – Wikimedia Commons<\/a><\/span><\/span><\/p>\n

Come si formano i buchi neri<\/strong><\/span><\/p>\n

I buchi neri di massa stellare limitata si originano quando stelle massicce (almeno 8 masse solari circa), al termine della loro evoluzione, esplodono come supernovae. Il nucleo di queste stelle implode sotto il peso dell\u2019enorme quantit\u00e0 di materiale che lo sovrasta. Non avendo pi\u00f9 a disposizione le reazioni termonucleari per contrastare la compressione, il nucleo collassa con una violenza tale da trasformarlo in un buco nero. Altra cosa \u00e8 invece l\u2019origine dei buchi neri super-massicci che non \u00e8 ancora del tutto chiara. Esistono diversi modelli che vanno dall’accrescimento lento e graduale di materia a partire da un buco nero di grandezza stellare, al collasso di una grande nube di gas in una stella relativistica di dimensioni pari a centinaia di masse solari o anche pi\u00f9. Le ipotesi sono tante e le osservazioni con i nuovi potenti telescopi spaziali potranno aiutarci in un prossimo futuro a comprenderli meglio.<\/p>\n

Vincenzo Popio<\/strong><\/span><\/p>\n

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in anteprima una simulazione del colore nero di dieci masse solari con una vista di 600 km di distanza con la Via Lattea come sfondo – <\/span><\/span>Fonte <\/span><\/span>Galleria dei viaggi spazio-temporali – <\/span><\/span>Autore<\/span><\/span> Ute Kraus, Gruppo di educazione fisica Kraus, Universit\u00e0 di Hildesheim, Viaggio nello spazio e nel tempo, (immagine di sfondo della Via Lattea: Axel Mellinger)
Black Hole Milkyway.jpg – Wikimedia Commons<\/a>
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Alcune delle foto presenti in questo blog possono essere state prese dal web, citandone ove possibile gli autori e\/o le fonti. Se qualcuno desiderasse specificarne l\u2019autore o rimuoverle, pu\u00f2 scrivere a infoocean4future@gmail.com e provvederemo immediatamente alla correzione dell\u2019articolo<\/p>\n

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D. in Maritime Science e Master in \u201cEnvironmental science and sea pollution research\u201d presso la Pacific Western University di Los Angeles, California, il dottor Popio ha trascorso oltre 32 anni di servizio attivo nella Marina Militare. Ha ricoperto incarichi di Comando a bordo delle unit\u00e0 navali, come Direttore agli Studi presso Istituti di Formazione militare e come rappresentante della Marina presso l\u2019Ufficio del Sottocapo di Stato Maggiore della Difesa. Lasciato il servizio attivo, il dr. Popio, ha continuato, in campo civile, a fornire il proprio contributo per la salvaguardia dell\u2019ambiente marino e di tutte le sue specie, collaborando in diversi progetti riguardanti l\u2019ambiente, con le Universit\u00e0 di Bari, Lecce, Napoli e con l\u2019Istituto per l\u2019Ambiente Marino Costiero-CNR di Taranto. Numerosi sono gli articoli pubblicati sulla stampa locale sull\u2019inquinamento (aria, mare, suolo) a Taranto, dovuto alla presenza delle industrie pesanti. 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