​Perché i 'buchi neri' sono neri? Ecco cos'è l'orizzonte degli eventi

Tutti ormai hanno sentito parlare almeno una volta di buchi neri. Ci sono film dove vengono usati come macchine del tempo, video che li simulano mentre fagocitano una stella, articoli su come i buchi neri dimostrino che Einstein aveva ragione, o su come Einstein aveva torto, e via dicendo. Lo scorso anno abbiamo anche visto la prima vera foto di un buco nero. Noi oggi vorremmo fare uno step-back, un passo indietro, e spiegarvi in dettaglio cosa sono questi buchi neri, e perché sono così affascinanti.

Ormai lo sappiamo, potreste dire: sono regioni dello spazio-tempo con un’attrazione gravitazionale talmente grande da non lasciar uscire nulla, nemmeno la luce. Corretto, ma un po’ sbrigativo. Fatevi dare qualche dettaglio in più.

Partiamo dalle basi: i buchi neri sono corpi celesti come stelle e pianeti. Presentano però una differenza fondamentale. Se pensiamo a stelle e pianeti, pensiamo ad oggetti materiali più o meno sferici. Essi hanno una superficie esterna, che sia solida, gassosa o allo stato di plasma, che possiamo chiaramente distinguere dal vuoto dello spazio interstellare perché composta di materia. Insomma, possiamo far atterrare una navicella spaziale sulla superficie di un pianeta, o, in linea di principio, possiamo spedire una navicella a sciogliersi sulla superficie solare. Quando parliamo di un buco nero, invece, la superficie a cui ci riferiamo per definirlo è il cosiddetto "orizzonte degli eventi". Quest'ultimo è sì una superficie più o meno sferica, ma non è composta di materia. Anche qualora riuscissimo ad avvicinarci, non potremmo atterrare sull'orizzonte degli eventi di un buco nero. Questo perché esso è una barriera immateriale nello spazio oltre la quale succede qualcosa di particolare.

Per capire cosa succede immaginiamo di nuotare in mare aperto e di imbatterci in un vortice, con l’acqua che turbina verso il suo interno. Se ci accorgiamo del pericolo in tempo, possiamo invertire direzione e fuggire. Più siamo vicini al vortice, tuttavia, più forte sarà la corrente che ci trascina verso il centro e più difficile sarà riuscire a fare dietro-front e scappare dal pericolo. Ad una certa distanza, poi, sfuggire sarà impossibile e verremo trascinati inesorabilmente all’interno del vortice. Questa distanza-limite definisce un cerchio intorno al centro del vortice oltre il quale, anche usando tutte le nostre forze, non riusciremo più a uscire. Sostituiamo ora l'acqua con lo spazio-tempo e la forza del turbine con l'attrazione gravitazionale. Quel cerchio che delimita il vortice nell'acqua, nel caso di un buco nero corrisponde ad una superficie sferica chiamata “orizzonte degli eventi”. È una superficie immateriale che definisce il buco nero stesso, oltre la quale niente può più sfuggire, nemmeno la luce. Per riuscire a fare dietro front servirebbe un'energia infinita, impossibile da raggiungere: tutto ciò che entra nell'orizzonte degli eventi è dunque destinato a muoversi verso il centro. Compresa la luce.

Per questo motivo si chiamano "buchi neri". Le stelle, infatti, le vediamo perché emettono la luce prodotta dalle reazioni nucleari che avvengono al loro interno. I pianeti li vediamo perché la luce delle stelle si riflette sulla loro superficie, arrivando a noi. I buchi neri invece non producono luce, e la luce che supera l'orizzonte degli eventi non riesce più ad uscirne; in altre parole un buco nero non riflette la luce, ma la assorbe completamente. Per questo motivo non possiamo vederli nel senso stretto del termine: sono completamente neri immersi nel nero dello spazio interstellare. Vi starete chiedendo: e allora come possiamo dire che esistono? Per capirlo, dovete solo pazientare fino a domenica prossima.

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