Qual è il buco nero più grande dell’universo? Se ve lo state chiedendo, forse siete arrivati nel posto giusto. Vediamo un po’ assieme la storia dei buchi neri, cosa ne sappiamo e quali sono i buchi neri più grandi che abbiamo mai osservato.
Che cos’è un buco nero?
Un buco nero è una porzione di spazio-tempo dove la gravità è tale che nemmeno la luce riesce a sfuggire all’attrazione gravitazionale della massa al centro di esso. Formalmente, quindi, un buco nero non è soltanto l’agglomerato di materia, ma tutto lo spazio oltre quello che viene chiamato orizzonte degli eventi.
L’orizzonte degli eventi è un limite oltre il quale l’attrazione della forza di gravità è tale che nemmeno la luce (e tutte le altre forme di radiazione elettromagnetica) riesce a sfuggire all’esterno. Una volta attraversata questa immaginaria “bolla” (l’orizzonte degli eventi è infatti una superficie sferica) materia ed energia “precipitano” verso il centro del buco nero, verso quella che viene chiamata singolarità.
Sulla singolarità non sappiamo molto: semplicemente nessuna delle teorie elaborate fino ad oggi è stata in grado di descrivere in maniera sicura ciò che avviene in questa regione di densità tendente all’infinito, e dove i concetti stessi di spazio e tempo perdono di significato.
Cosa vedremmo quindi se avessimo la possibilità di parcheggiare la nostra astronave a qualche unità astronomica dall’orizzonte degli eventi? Un buon esempio potreste averlo nel videogioco Elite: Dangerous, il più realistico simulatore spaziale che è possibile trovare attualmente nel mondo del gaming. Elite: Dangerous si può trovare A QUESTO INDIRIZZO.
Un po’ di storia
L’idea della possibile esistenza dell’oggetto cosmologico buco nero è nata addirittura nel diciottesimo secolo, in quanto già le leggi della meccanica classica prevedevano la possibilità che una regione dello spazio possedesse una gravità così elevata da non riuscire a lasciarla una volta entrati. Sebbene all’epoca nessuno avesse teorizzato che anche il tempo venisse influenzato dalla gravità, e tantomeno lo spazio curvato da essa, le implicazioni di questa ipotesi risultavano piuttosto chiare.
Nonostante soprattutto in seguito alla pubblicazioni della teoria della relatività generale di Einstein il concetto venne a volte messo in discussione (perfino dallo zio Albert stesso), esso rimase visto come possibilità concreta durante tutto il ‘900. Fino alla recentissima prima immagine di un buco nero.
Il termine “buco nero” lo dobbiamo invece al fisico statunitense John Archibald Wheeler, che lo coniò nel 1967; prima erano in uso nomi meno evocativi come morte nera stella nera o stella oscura.
Un buco nero a dimensione umana
Le unità di tempo e di distanza che incontriamo nello studio dell’astrofisica sono spesso molto difficili da tradurre su una scala “soggettiva”, comprensibile con i nostri classici riferimenti. I miliardi di anni, o gli anni-luce, sono tanto distanti dal nostro vissuto quotidiano che difficilmente riusciamo a renderci conto della loro portata.
Ecco un esempio di quanto dev’essere denso un buco nero perché la forza di gravità riesca a trattenere persino la luce. Se prendessimo tutta la materia della Terra e la concentrassimo in un unico punto, l’orizzonte degli eventi di questo buco nero si troverebbe a 8,869 millimetri dal centro. Ipotizzando un’analoga idea, prendendo invece tutta la massa del nostro Sole, il buco nero che si verrebbe a creare sarebbe grande solo 6 chilometri!
Buchi neri nella cultura di massa
Buco nero: forse nessuna locuzione astrofisica è entrata nell’immaginario collettivo e nel parlato comune come questa. In realtà, è piuttosto sorprendente come un concetto così astratto sia mediamente compreso ed accettato anche da chi di astrofisica sa poco o nulla.
Per questo motivo, il concetto di buco nero è preso in prestito dal linguaggio di tutti i giorni spesso e volentieri. Forse i più famosi sono quelli relativi all’economia (ad esempio “buco nero di bilancio”), ma molto spesso questa figura è usata con un significato che è comprensibile a tutti.
Numerosissime sono anche le volte che questi corpi celesti sono stati rappresentati nella fantascienza e nello spettacolo. Da Arthur C. Clark ad Isaac Asimov, dal film Event Horizon fino al buco nero che ha inghiottito l’isola di Fortnite, il black hole è sempre stato un potente espediente narrativo, spesso associato a quello dei wormhole.
Tra i più recenti prodotti di Hollywood in cui appare questo strano oggetto cosmico troviamo il capolavoro di Christopher Nolan Interstellar, con una rappresentazione in CGI di un buco nero, chiamato Gargantua, realizzata in collaborazione con il fisico teorico di fama mondiale Kip Thorne. Potete apprezzare la magnificenza del lavoro congiunto di Nolan e Thorne con il blu-ray del film Interstellar, in versione Steelbook da collezione, che trovate A QUESTO INDIRIZZO.
Il buco nero più grande della nostra galassia
Al centro della nostra galassia, la Via Lattea, si trova quello che fino ad ora è considerato il buco nero più grande nel nostro vicinato (astronomicamente parlando). Sagittarius A* ha una massa di circa 4,3 milioni di volte quella del nostro Sole, ed un raggio di circa 13 milioni di chilometri. Attorno ad esso ruota tutta la nostra galassia.
Un altro tipo di buco nero è quello denominato stellare, ovvero uno dei possibili stadi finali della vita di una stella. Perché la stella possa evolvere in questa direzione, e non degenerare in una nana bianca o in una stella di neutroni, essa dovrebbe avere una massa almeno 3,8 volte quella del nostro Sole alla fine della sua vita.
Tra i candidati, quello che si ipotizza essere il buco nero stellare più grande della nostra galassia è Cygnus X-1. Distante da noi circa 6100 anni luce, si stima avere una massa nell’ordine delle 15 masse solari.
Il buco nero più grande dell’Universo vicino a noi
Esattamente come per la nostra, si ipotizza che la maggior parte delle galassie orbiti intorno a dei buchi neri supermassicci; si sospetta inoltre una correlazione tra l’esistenza di questi grandi “aggregatori di massa” con la formazione delle galassie stesse.
La stima della massa degli oggetti al centro delle altre galassie è, come potete facilmente immaginare, complicata. La distanza, e la natura “oscura” degli oggetti stessi, fanno si che queste misurazioni prevedano un certo grado di incertezza.
M87 è il protagonista della prima foto di un buco nero (che potete ammirare di seguito) divenuta virale qualche mese fa. È inoltre il più grande buco nero sito nelle nostre vicinanze. A 56 milioni di anni luce da noi si trova la galassia Virgo A, al centro del quale si trova M87. Questo oggetto cosmologico possiede una passa pari a circa 6,6 miliardi di masse solari, ed è quindi 1600 volte più massivo di Sagittarius A*.
L’orizzonte degli eventi di M87 si calcola essere a circa 20 miliardi di km dal suo centro. Tale incredibile distanza è circa il triplo dell’orbita di plutone. In pratica, se M87 si trovasse al posto del Sole, tutto il nostro sistema solare starebbe comodamente all’interno del suo orizzonte degli eventi!
Il più grande buco nero dell’Universo
L’universo è grande; talmente immenso che alcune delle sue zone non siamo ancora riusciti a vederle (la luce non ha ancora avuto il tempo di arrivare fino a noi). Altre ancora non le vedremo mai, perché si allontanano da noi più in fretta di quanto possa viaggiare la luce stessa.
Parlare quindi in termini assoluti è quindi un po’ forzato; ma possiamo affermare qualcosa su quello che conosciamo.
Il buco nero più grande dell’Universo conosciuto appartiene al quasar TON 618, a 10,4 miliardi di anni luce da noi. Esso possiede una massa di circa 66 miliardi di masse solari. Parliamo di un valore di 122 mila miliardi di miliardi di miliardi di miliardi di kg (122 seguito da trentanove zeri!).
L’orizzonte degli eventi di questo buco nero ultramassivo si stima trovarsi a 194 milardi di chilometri dal centro. Se la luce si trovasse a dover percorrere questa distanza, ci impiegherebbe poco più di una settimana.
Saperne di più
Se tutto ciò non vi fosse bastato (e anzi, speriamo di avere alimentato in voi ulteriore curiosità per quella immensa meraviglia che è l’universo) abbiamo una lettura del professor Stephen Hawking da consigliarvi.
Forse il più famoso fisico teorico della storia, Stephen Hawking è conosciuto dal grande pubblico soprattutto per la sua malattia del motoneurone; questa disabilità l’ha costretto fin dalla giovane età all’uso di sedia a rotelle, e progredendo l’ha portato fino alla necessita di avere un sintetizzatore vocale comandato dalle dita, e successivamente da dei movimenti facciali.
Nonostante la sua sfortunata condizione fisica, Hawking non ha mai perso la brillantezza, sia di spirito che di facoltà mentali, che lo contraddistingueva. Persino negli ultimi anni prima della sua morte, avvenuta nel marzo del 2018, è riuscito a realizzare degli ottimi testi di divulgazione scientifica. Infatti, oltre ad essere stato uno scienziato che definire solo brillante è riduttivo, Hawking è stato anche un ottimo divulgatore scientifico, riuscendo a ridurre concetti complessi come quelli della fisica teorica in maniera che anche il grande pubblico potesse accostarvisi senza difficoltà.
La sua opera più importante in questo ambito è senz’ombra di dubbio Dal Big Bang ai buchi neri; potete trovare il magnum opus di Stephen Hawking A QUESTO INDIRIZZO.
