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H «buco nero» ingoia anche il Le tesi degli scienziati e la disinvoltura cinematografica H «buco nero» ingoia anche il La stella visibile (indicata dalla freccia) che è associata a «Cygnus X-l» ritenuto un «buco nero» (Da «Le nuove frontiere dell'astronomia». Sansoni editore) I «buchi neri», tra i fenomeni celesti oggi più discussi dagli astronomi, sono già diventati soggetti cinematografici e pretesto per avventure fantascientifiche. Un film, «The Black Hole» racconta le peripezie di un'astronave, la «Palomino», che nel suo viaggio si trova di fronte un «gigantesco collapsar, il più gran Buco Nero mai visto». Dal film è stato anche ricavato uh romanzo «The Black Hole» di Alan Dean Foster (Mondadori, pagine 212, lire 7.500) dove la fantasia del viaggi spaziali trova nuovi 'spunti. Sull'argomento abbiamo chiesto l'intervento di uno scienziato, Tullio Regge, premio Einstein 1979 per la fisica. corrono decine di migliaia di chilometri al secondo per effettuare l'uscita. Ad esempio la compagna di Strio A, detta Sirio B, concentra nelle dimensioni terrestri una massa paragonabile a quella di tutto il Sole. Una persona normale peserebbe cinquemila tonnellate se posta sulla superficie di Sirio B. Siamo tuttavia ancora lontani dal pulsar che esiste nel centro della nebulosa del Granchio. Fatto di una pasta densissima di neutroni, concentra nella capocchia di uno spillo la massa di una portaerei, gli atomi stessi vengono schiacciati dalla immensa forza di gravità. La velocità di fuga sale ad oltre centomila chilometri al secondo, un terzo di quella della luce. Da secoli i fisici e gli astronomi si sono accorti che qualche cosa di. importante do- 1 vrebbe accadere quando la velocità di fuga raggiunge quella della luce. Solo con la creazione della teoria della relatività si è giunti a fare ordine nella fisica del buco nero, la configurazione ultradensa in cui nep¬ pure più la luce può uscire dal pozzo gravitazionale. Anzitutto la relatività ha riconosciuto che nulla può superare la velocità della luce, nulla quindi può uscire dal buco nero, né particelle né segnali di qualunque tipo. Il buco nero dovrebbe essere osservabile solo tramite il suo intensissimo campo gravitazionale. In secondo luogo la nuova concezione dello spazio-tempo introdotta da Einstein ha portato con sé delle predizioni sconvolgenti sulla struttura del buco nero. Cercherò di esporre quella parte che non necessita di particolari conoscenze tecniche. - Se lanciamo un sasso verso l'alto lo vediamo rallentare, esso diminuisce di energia di movimento (cinetica) ed aumenta di energia di posizione (potenziale), la somma delle due rimane costante. Dirigiamo ora verso l'alto un fascio di luce. La luce e composta da particelle (fotoni) che sono forzate a viaggiare sempre a circa 300.000 km/sec, una costante universale. La luce cioè non può rallentare. I fotoni perdono energia invece aumentando la propria lunghezza d'onda e diminuendo quindi la frequènza. Nel cam.po gravitazionale terrestre l'effetto è al limite della osservabilità anche con strumenti di estrema precisione. L'effetto è quello di spostare i colori dell'arcobaleno impercettibilmente verso il rosso. Ricordiamo tuttavia che la Tra i libri che ci aiutano a farci un'idea dei «buchi neri» e non richiedono una preparazione specialistica citiamo: Isaac Asimov «Collasso dell'universo - La storia dei buchi neri. 1978, Mondadori; Paolo Maffei «Mostri del cielo», 1977, Mondadori; William J. Kaufmann, «Le nuove frontiere dell'astronomia» (cosmologia e teoria della relatività generale), 1980, Sansoni; Nigel Henbest «L'avventura dell'Universo» Laterza. Pise»no di Minna Irvine luce nasce dalle vibrazioni degli elettroni nell'interno degli atomi esattamente come il suono nasce dalle vibrazioni della corda di un pianoforte. E proprio come il suono ripete con la stessa frequenza i movimenti della corda allo stesso modo la luce ripete le vibrazioni atomiche. Se quindi riceviamo nel nostro occhio lucè che! % stata ralieh tà-. ta dalla azione della gravità essa ci appare come emessa da un atomo in moto più lento di quello solito. Un osservatore lunare che guardi la Terra vedrebbe movimenti atomici impercettibilmente rallentati rispetto ai campioni di confronto. E non solo gli atomi ma tutto il moto della materia e quindi anche la vita quotidiana appare rallentato nella stessa proporzione. Il tempo quindi scorre più in fretta sulla Luna di quanto non faccia sulla Terra. Anche se l'effetto è infinitesimo rimane concettuaimentc importante. Sulla superficie di un pulsar il tempo scorre circa il ÌO'fo più lentamente di quanto faccia nello spazio esterno. Sul buco nero l'effetto raggiunge il VX)%, il tempo cessa di scorrere, qualunque se¬ gnale luce perde tutta l'energia nel tentativo di uscire dal sistema: al limite la sua lunghezza d'onda diventa infinita. La.superficie del buco nero è dunque congelata per l'eternità. ' Come si genera un buco nero? Secondo una prima valutazione, opera di Robert Oppenheimer. occorre una stella piuttosto massiva, alcune volte il Sole, ed occorre aspettare che essa abbia finito di bruciare il suo combustibile termonucleare in alcune decine di milioni di anni. Quando cessa la produzione di energia nel nocciolo centrale viene a mancare la pressione di radiazione che teneva dilatata la stella e subentra in fasi rapidissime il collasso gravitazionale. Il nocciolo implode sotto la propria forza di gravità diventando un buco nero, parte dell'energia del collasso viene trasferita al mantello della stella che viene letteralmente sparato via in una esplosione da supernova. Spero di parlare in altre occasioni delle supernove soggetto di grande interesse. Ritorniamo al nocciolo. Esso sprofonda sotto il proprio peso contraendosi fino a raggiungere le dimensioni previ' .sté.'da Uchw.arzschild, pòchi'.' , chilbrncU;!,'- ,c(i raggio. Cpme,' mai non va oltre? La contrazione invero proseguirebbe ma rimane fissa e congelata nel tempo proprio del fenomeno cui avevo accennato. Se ci lanciassimo entro il buco nero potremmo vedere il suo fato ultimo che sarebbe anche il nostro dato che finiremmo schiacciati con il resto senza potere mandare messaggi informativi a chi è rimasto fuori. Incontreremmo delle cosiddette singolarità del campo, zone in cui le forze di marea sarebbero così forti da spezzare gli atomi, i nuclei e qualunque struttura per quanto piccola. O forse queste singolarità altro non sono che una idealizzazione della frontiera ultima, della estrapolazione fina. le delle equazioni del campo. Per la loro stessa natura non sopo osservabili se non da. esploratori suicidi. Esistono davvero i buchi neri? Non abbiamo prove conclusive ma certamente gli astrofisici stanno accumulando evidenza per la loro esistenza in tutto l'universo. In Cygnus X L una strana stella che emette raggi X. si pensa sia in azione un buco nero in orbita attorno ad una gigante blu (cioè di alta temperatura). L'atmosfera della gigante precipita continuamente in un vortice immane nel buco nero e viene compressa raggiungendo temperature altissime (milioni di gradi). In queste condizioni vengono emessi i raggi X osservati o almeno così si pensa. Più spettacolari i buchi neri galattici, mostruose voragini derivanti dal collasso di miliardi di Soli, capaci di ingoiare e distruggere interi sistemi solari in un batter d'occhio. Sembra inevitabile la loro presenza a giudicare dal bilancio energetico di certe galassie che mostrano potenti emissioni di getti di materiale ad altissima velocità. L'energia termonucleare usata dalle stelle non è sufficiente a spiegare questi fenomeni. Il fisico inglese Hawkings \,h^'it?OpérttJ;cheji iJucKj neri ' 'dovrebbero, lentamknta evaporare emettendo fa propria massa sotto forma di energia elettromagnetica (luce, onde radio) riuscendo finalmente a sparire in un futuro estremamente remoto. Non è escluso tuttavia che piccoli buchi neri, usciti per miracolo dal Big Bang parecchi miliardi di anni or sono, stiano per esalare l'ultimo respiro proprio adesso in una accecante vampata di raggi X e gamma. Già c'è chi li sta cercando. Intanto andate a vedere il film senza paura, non ci sono buchi neri nelle nostre immediate vicinanze, ed occupatevi in modo serio e responsabile di tutta l'informazione scientifica e non solamente degli argomenti più spettacolari, ma proprio per questo meno rappresentativi. Tullio Regge 11 «buco nero» nella fantastica versione^