I buchi neri sono punti scuri nel tessuto dello spazio-tempo, singolarità incredibilmente dense con una gravità così forte che nulla può sfuggire alle loro grinfie. Passano il tempo a fare una cosa: divorare la materia. Avvicinati abbastanza a un buco nero e sei spaghetti cosmici, allungati a pezzi, aspirati verso l'interno, per non tornare mai più. Semplice e diretto, vero?
Ma a quanto pare, i buchi neri sono più che semplici aspirapolvere cosmici. Nel 2019, i fisici hanno sbirciato nell'oscurità insondabile e hanno scattato la prima immagine in assoluto di un buco nero. Hanno anche imparato di più su come funzionano queste bestie bizzarre e insaziabili. Dalla loro propensione a guadagnare e perdere i capelli, alle loro misteriose viscere, a dove possono condurre, ecco 14 nuove cose che abbiamo imparato sui buchi neri nel 2019.
Un'immagine indimenticabile
Dopo anni di anticipazione, era qui! Nel 2019 gli scienziati hanno scattato un'immagine assolutamente indimenticabile del buco nero M87, nel cuore della galassia Vergine A, a circa 53 milioni di anni luce di distanza. Il primo primo piano in assoluto della singolarità, scattato da una rete di telescopi in tutto il mondo, noto come il telescopio Event Horizon, sembra un punto sgranato e minuscolo circondato da un anello arancione sfocato. Ma quella piccola immagine pixelata è in realtà un buco nero grande quanto il sistema solare e 6,5 miliardi di volte la massa del nostro sole.
L'ardente bagliore arancione che circonda il suo cuore nero delimita il suo orizzonte degli eventi, l'anello di materia che turbina attorno a un buco nero appena prima di cadere. Mentre si sfrega contro altra materia ad alta velocità, produce energia e brilla per formare un disco di accrescimento - quindi l'anello arancione.
I buchi neri fanno crescere i capelli, poi diventano di nuovo calvi
Quest'anno abbiamo appreso che i buchi neri hanno i capelli, ma la maggior parte delle volte sono calvi come le palline. Cosa significa esattamente? Storicamente, i fisici credevano che le singolarità fossero calve o prive di caratteristiche, nel senso che avevano solo tre proprietà: massa, momento angolare e carica elettrica. Tutto ciò che quella celeste Pac-Mans ha consumato nel corso della vita è stato rinchiuso dietro l'orizzonte degli eventi e nessuna informazione sulle abitudini alimentari di un buco nero poteva essere recuperata in seguito.
Ma nel 2016, il defunto fisico fisico Stephen Hawking, insieme ad altri, ha pubblicato un documento in cui propone che i buchi neri hanno "capelli" o caratteristiche distintive. Questi peli erano sottili cambiamenti nell'orizzonte degli eventi, così come l'orizzonte di Cauchy - il punto in cui la causa e l'effetto si capovolgono - che renderebbe i buchi neri distinguibili l'uno dall'altro. Almeno, come affermato da uno studio del 2018, questo era il caso dei cosiddetti buchi neri "estremi", o quelli con la massima carica elettrica. All'inizio di quest'anno, i fisici hanno scoperto che anche quelli non così estremi - quelli che ruotano a velocità quasi massima, ma senza carica, o quelli con una carica massima possibile, ma senza rotazione - potrebbero anche avere i capelli.
Ma a quanto pare, i buchi neri spuntano fugacemente alcuni ciuffi di "capelli" sottili, che alla fine perdono tutti, secondo quanto riferito da Live Science.
In questo momento, la questione se i buchi neri siano più simili a Mr. T o Heather Locklear è pura speculazione. Ma il più grande rivelatore di onde gravitazionali del mondo potrebbe presto trovare prove a supporto di una teoria rispetto a un'altra, affermano gli esperti.
Buco nero incredibilmente grande
A novembre, gli scienziati hanno affermato di aver trovato un buco nero a 15.000 anni luce di distanza che era così massiccio che non dovrebbe esistere. Hanno ipotizzato la sua esistenza dopo aver rilevato una stella circa 8 volte più grande del nostro sole che sembrava circondare una regione di spazio buio e vuoto. In base a quanto quella stella si agitava, calcolarono che la stella stava probabilmente circondando un buco nero 70 volte la massa del nostro sole; in precedenza, gli scienziati pensavano che i buchi neri stellari, o quelli che si formano dopo il crollo di una stella massiccia, potessero avere masse non più di 30 volte quella del nostro sole - almeno nelle galassie con una composizione chimica simile alla nostra.
"Questa scoperta ci costringe a riesaminare i nostri modelli di come si formano i buchi neri di massa stellare", ha detto in un incontro il direttore del Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) e il professore dell'Università della Florida David Reitze, che non era coinvolto nello studio dichiarazione al momento.
Di quell'impossibile buco nero ...
Sfortunatamente, la maggior parte delle volte, i risultati che sembrano sfidare le leggi della fisica non reggono. Quel buco nero che è diventato incredibilmente grande era probabilmente impossibile dopo tutto, secondo un paio di articoli pubblicati nel database arXiv a dicembre.
Il buco nero incredibilmente grande era probabilmente solo un buco nero di dimensioni regolari, e il team di ricerca che inizialmente ha sgranato i numeri ha semplicemente fatto un errore nell'interpretazione delle emissioni di luce provenienti dal sistema binario buco nero / stella. Mischiando la luce della stella compagna con le deboli emissioni che verrebbero dal disco di accrescimento del buco nero o dall'anello di materia che gli circonda la bocca, i ricercatori avevano sopravvalutato la massa del buco nero di almeno due volte, gli studi pubblicati su arXiv hanno scoperto .
Buchi neri come donatori di vita galattici
I buchi neri sono i supercriminali nella storia epica dell'universo. Uccidono indiscriminatamente. E nulla a portata di mano è al sicuro da loro.
Ma potrebbe esserci di più in questi assassini cosmici dalla faccia di pietra. I buchi neri possono effettivamente essere i motori della vita per le galassie. Nella loro frenesia alimentare, i buchi neri inviano anche bolle di gas bollente e turbolento attraverso il cosmo, secondo uno studio di novembre. Quel plasma caldo potrebbe mantenere in vita galassie che altrimenti si raffredderebbero e morirebbero, lo studio ha scoperto. Un altro studio, pubblicato a maggio, ha scoperto che le radiazioni emesse dai buchi neri potrebbero alimentare la vita aliena - fintanto che esiste in una zona di riccioli d'oro non troppo lontano e non troppo vicino al centro della galassia. Mentre questi buchi neri si alimentano, la loro radiazione e luce possono alimentare la fotosintesi e facilitare la formazione dei mattoni biomolecolari della vita, che lo studio ha scoperto.
I buchi neri potrebbero non essere affatto buchi neri
O forse i buchi neri sono solo fraintesi. Come, in gran parte frainteso. Una teoria selvaggia, proposta da un matematico e un fisico questa estate, suggerisce che i buchi neri come li conosciamo potrebbero non esistere.
Secondo Einstein, i buchi neri sono punti infinitamente piccoli, infinitamente densi noti come singolarità, dove si rompe la matematica della relatività generale. Ma secondo la nuova ricerca, una semplificazione matematica comune utilizzata per analizzare la teoria della relatività potrebbe avere un difetto. Di conseguenza, i buchi neri potrebbero non essere affatto singolarità. Invece, possono essere sacche di spazio piene di energia oscura. E questo potrebbe spiegare alcune scoperte sorprendenti del più grande cacciatore di onde gravitazionali del mondo.
Esistono mini buchi neri
I buchi neri possono certamente essere grandi, ma possono essere piccoli? Si scopre che piccoli buchi neri, circa la metà di quelli noti, potrebbero esistere nello spazio. La maggior parte dei buchi neri a massa regolare sono circa 5-6 volte la massa del nostro sole.
A novembre, gli astronomi che scrutavano ai margini della Via Lattea, a circa 10.000 anni luce di distanza, trovarono deboli prove per un buco nero circa 3,3 volte più massiccio del sole. È troppo grande per essere una stella di neutroni, ma più piccola di qualsiasi buco nero noto. Tali buchi neri erano previsti, ma non erano mai stati individuati prima.
Il buco nero della Via Lattea ha un bagliore
Parlando della Via Lattea, il buco nero supermassiccio nella nostra galassia domestica è qualcosa di molto strano. Normalmente, il disco di accrescimento di un buco nero si illumina di più quando è più attivo, perché più materia si sfrega e crea attrito. A maggio tutto era calmo per il buco nero centrale della Via Lattea, il Sagittario A *.
Quindi, gli astronomi hanno notato uno strano bagliore, con il buco nero che brillava gli astronomi più brillanti che avessero mai visto, almeno nello spettro infrarosso.
Non è chiaro quale sia quello strano bagliore, ma gli scienziati pensano che il bagliore sia stato causato quando un oggetto polveroso o una stella si sono rasati da vicino con il Sagittario A *.
I più grandi buchi neri si sono formati in un attimo
Gli enormi oggetti celesti come il Sagittario A * sembrano aver dovuto prendere un'eternità per formarsi, ma si scopre che i più grandi buchi neri nell'universo probabilmente si sono formati in un battito di ciglia, cosmicamente parlando.
Uno studio pubblicato a giugno ha suggerito che nei primi 800 milioni di anni della storia dell'universo si sarebbero potuti formare buchi neri supermassicci e che sarebbe bastata una grande nuvola di gas. Man mano che le nuvole di gas si accumulavano e si legavano gravitazionalmente, sarebbero crollate sotto il loro stesso peso, formando un piccolo buco nero senza bisogno di una stella che andasse in supernova. Questi cosiddetti "buchi neri a collasso diretto" avrebbero quindi continuato ad aspirare la materia a un ritmo vertiginoso, crescendo di 10.000 volte nell'arco di soli 150 milioni di anni.
A quel punto, si sono appena fermati, lasciandosi dietro i buchi neri supermassicci che punteggiano il nostro universo oggi.
Gli UFO volano fuori dai buchi neri
Cosa c'è di più strano di un buco nero? Un UFO che vola da uno. In questo caso, tuttavia, UFO sta per deflusso ultraveloce, ed è un vento caldo che sembra fluire fuori dal disco di accrescimento di un buco nero.
Uno studio pubblicato ad agosto ha scoperto che questi UFO possono spiegare perché lo spazio vicino al cuore delle galassie è relativamente carente di materia. Gli UFO provenienti da buchi neri supermassicci nei centri galattici possono agire come spazzaneve, spingendo tutta la materia in più nelle immediate vicinanze di un buco nero più lontano dalla sua periferia, lo studio ha scoperto.
Planet 9 potrebbe in realtà essere un buco nero
Parlando di oggetti non identificati, il misterioso oggetto celeste nel nostro sistema solare noto come Pianeta 9 potrebbe in realtà essere un buco nero delle dimensioni di un pompelmo.
Ci sono alcuni oggetti strani, fuori da Nettuno, che si comportano come se fossero governati dalla gravità di un oggetto vicino che non possiamo vedere. Orbitano lontano dagli altri otto pianeti e sembrano orientati su un piano diverso.
Alcuni teorici hanno fatto calcoli e hanno concluso che esiste un pianeta là fuori - con un'orbita traballante - che è circa 10-20 volte la massa della Terra. Ma in uno studio pubblicato ad ottobre, altri scienziati che avevano fatto scricchiolii numerici separati hanno scoperto che un piccolo buco nero primordiale, grande circa quanto un pompelmo, potrebbe anche spiegare lo strano comportamento di questi oggetti transnettuniani.
L'invio di messaggi attraverso un buco nero lo farebbe evaporare
I buchi neri potrebbero essere wormhole in un universo alternativo. Ma non preoccuparti di provare a inviare un messaggio attraverso il wormhole a qualcuno in quell'universo alieno.
Ad agosto, gli scienziati hanno scoperto che l'invio anche di un piccolo messaggio attraverso un buco nero avrebbe alterato il buco nero, facendolo evaporare. Il primo messaggio da trasmettere attraverso il wormhole ridurrebbe il buco nero di ricezione del 30% e ogni messaggio successivo ridurrebbe ulteriormente il buco nero, portando sempre meno informazioni. Dopo solo una manciata di trasmissioni, il messaggio non portava informazioni e il buco nero di ricezione scompariva.
Gli alieni potevano sparare ai laser nei buchi neri
Banco! Banco! Banco! I buchi neri potrebbero non solo alimentare la vita su mondi alieni; possono anche consentire agli alieni di navigare nella galassia. Sparando laser ai buchi neri, extraterrestri avanzati potrebbero boomerang fotoni o particelle di luce, attorno ai pozzi di gravità che circondano i buchi neri. Questi fotoni si aggiravano intorno e tornavano al ricevitore, ma nel frattempo avrebbero assorbito parte dello slancio del buco nero e lo avrebbero trasformato in energia. Quando il fotone tornò, gli alieni potevano convertire quell'energia in quantità di moto per alimentare il loro movimento attraverso la galassia, e il processo poteva essere ripetuto più volte.
Potremmo essere in grado di salvarti da un buco nero
Mentre passi oltre l'orizzonte degli eventi di un buco nero, il tempo rallenta, ti allunghi come spaghetti e ti fai a brandelli, giusto? Non così in fretta. Potrebbe esserci un modo per salvare le persone da queste trappole mortali celesti, almeno secondo una nuova teoria speculativa.
Secondo tale teoria, potrebbe esserci un modo per impigliare due buchi neri. (L'entanglement quantistico è lo strano effetto, in genere visto solo su minuscole scale subatomiche, in cui due particelle o oggetti sono indissolubilmente legati su vaste distanze.) Nessuno è mai riuscito a impigliare oggetti visibili ad occhio nudo, ma supponendo che ci fosse un modo per impigliare due oggetti enormi come i buchi neri, potrebbe essere possibile usarli come un modo per teletrasportarsi all'istante tra due posizioni. In tal caso, se accidentalmente cadessi in un buco nero, potrebbe esserci un modo per tirarti fuori, anche se in un altro momento e luogo.
I buchi neri che ruotano potrebbero rendere dolce il viaggio ipersonico
Allaccia le cinture, indossa le cuffie a cancellazione del rumore e rilassati: stai per saltare in un buco nero che gira. Certo, c'è una grandissima possibilità che verrai strappato a brandelli e non sarai mai più visto, ma almeno alcuni fisici pensano che entrare in un buco nero che gira potrebbe in realtà essere un'esperienza completamente diversa. In effetti, la rotazione dei buchi neri può essere più simile a un delicato portale temporale.
Supponiamo che esistano wormholes, e che i buchi neri siano la strada verso di loro. Alcuni tipi di buchi neri supermassicci, come il gentile gigante nel cuore della nostra galassia, non ruotano molto. E nuovi calcoli suggeriscono che viaggiare in un tale buco nero non renderebbe nemmeno una cavalcata accidentata, perché la sua rotazione lenta significherebbe ridimensionamento e allungamento trascurabili e sarebbe ben all'interno della gamma di stress che un'astronave potrebbe gestire.
