Cos’è un buco nero

Il mio gatto odia Schrodinger
Tratto da: Il mio gatto odia Schrodinger

Un buco nero, uno degli oggetti più strani ed affascinanti del cosmo dopo il mio gatto, può aver luogo a seguito dell’esplosione di una stella molto massiccia, grande più di sei/sette volte il Sole.

Esso viene a crearsi nel momento in cui il nucleo della stella crolla sotto il proprio peso e non riesce a controbilanciarsi nemmeno comprimendosi al massimo.

Situazione che molti gatti obesi, devo ammettere, malauguratamente condividono.
gatto obeso 150x150 - Cos'è un buco nero
Gatto diversamente magro

Niente può fermare la caduta della materia verso il centro della stella. L’intera massa del nucleo, tenderà a concentrarsi improrogabilmente in un unico punto.

Vi spiego perché.

Il meccanismo che consente ad una stella di “brillare” durante la fase principale della sua vita è essenzialmente semplice. Quanto meno nei suoi concetti di base.

La stella si sostenta ed emette energia attraverso la fusione nucleare nella sua regione centrale (in cui molti atomi di idrogeno vengono fusi a quattro a quattro, producendo nuclei di elio ed energia).

L’energia prodotta in questo caldissimo nucleo è impiegata per sostenere il peso degli strati di gas che circondano il nucleo stesso, ed è emessa all’esterno sotto forma di radiazione.

Vengono quindi a realizzarsi praticamente due tipi di equilibri: uno idrostatico ed uno inerente il bilancio termico.

L’equilibrio idrostatico è quello che si stabilisce tra la forza di gravità (che tenderebbe a far collassare la stella su se stessa) e la forza di pressione del gas all’interno (che invece tende a spingere in fuori gli strati superiori del gas).

Il bilancio termico, invece, consiste nella perfetta uguaglianza tra l’energia persa ogni secondo dalla stella (cioè quella emessa sotto forma di luce) e quella prodotta ogni secondo attraverso le reazioni di fusione nucleare.

Detto ciò, la stella in pratica trascorre in equilibrio la maggior parte della propria esistenza, anche se talvolta alcune stelle attraversano delle fasi di instabilità (a chi non capita). In questo caso esse verranno denominate: stelle variabili.

Viene scontato notare che se la stella non producesse abbastanza energia o non avesse una pressione al centro sufficiente a sostenere il suo enorme peso, essa collasserebbe su se stessa sotto la spinta della propria forza gravitazionale.

Se invece producesse troppa energia, la stella dovrebbe espandersi per poterla smaltire e potrebbe addirittura esplodere (a chi non capita).

Come tutte le cose le stelle non sono eterne. Dopo un periodo più o meno lungo esse quindi esauriranno l’idrogeno nel proprio nucleo e si avvieranno verso la loro triste vecchiaia.
In vecchiaia si sa, alcuni equilibri cominciano a venire meno, ed è proprio in tali fasi, molto più brevi di quelle appena trascorse, che l’astro subirà violenti cambiamenti.

La stella è ora ricca di elio e povera di idrogeno, situazione per cui le reazioni di fusione nucleare rallentano per mancanza di combustibile. Situazione che non consente più alla stella di reggere il proprio peso.

Il bozzetto seguente dovrebbe aiutarvi a capire.

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PSE: Pressione degli strati esterni
PS: Pressione del gas
EE: Energia emessa
EP: Energia prodotta

Un buco nero è qualcosa di così strano e così estremo che non può essere descritto con le leggi della fisica che valgono sulla Terra.

L’entità ha una gravità talmente grande da comprimere la materia che lo compone fino ad una densità praticamente infinita.

La forza di attrazione gravitazionale di un buco nero è immensa: qualunque cosa che gli passi

troppo vicino viene catturata e vi cade dentro, senza poterne più uscire.

Un po’ come quei particolari venditori ambulanti che sono soliti appostarsi dietro ai vicoli.

Anche la luce, che sappiamo essere la cosa più veloce che esista in natura, non riesce a resistere al “suo fascino”.
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Incauto gatto inciampato in un buco nero

Attenzione però, ciò accade qualora malauguratamente vi trovaste a passare nei suoi paraggi. L’attrazione gravitazionale che esso esercita su un corpo dipende infatti dalla distanza dal corpo stesso.

Non potendo emettere radiazione esso è completamente oscuro e non può essere “visto”. I buchi neri sono quindi gli unici oggetti celesti che non possono essere studiati direttamente in alcun modo. Solo le nostre conoscenze di fisica e matematica ci permettono di immaginare come sono fatti, visto e considerato che la loro esistenza è infatti prevista dalla teoria della Relatività Generale di Einstein.

Tratto da: Il mio gatto odia Schrodinger

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Richard Feynman riguardo la fisica quantistica

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