Buchi neri: giganti nascosti nell’ombra.

i buchi neri

Se vi chiedete quale sia forse il luogo più pericoloso dell’universo, la risposta è vicino a un buco nero; niente di più distruttivo è stato fino a oggi osservato nel cosmo e probabilmente niente di più affascinante. Non è qualcosa di fantascientifico, anche se per molti motivi possa sembrarlo; ne esistono milioni e milioni nell’universo, hanno dimensioni diverse, ma tutti risucchiano materia e energia senza mai saziarsi. Alcuni, ovvero i più grandi, i supermassivi, con massa miliardi di volte quella del Sole, si trovano al centro delle Galassie, e ne permettono l’esistenza; Sagittarius A si trova al centro della Via Lattea. Ma andiamo per gradi. Per prima cosa un buco nero non è uno vero e proprio “buco” come molti pensano, né uno squarcio sottile nello spazio; un buco nero va invece immaginato come una stella, ovvero un oggetto di forma sferica, ma completamente nero, che non emette luce, ma la risucchia (su questo però ci torneremo dopo).

«Ma come si formano?» Immaginate adesso una stella, prossima a morire, che ha consumato la maggior parte del suo idrogeno. Ad un tratto nel suo centro si fermano le reazioni nucleari, il cuore si ferma. Se è sufficientemente grande adesso il cadavere della stella, ci regalerà un meraviglioso spettacolo, esplodendo in una nube di gas colorati, una supernova. Ora però è la gravità ad avere la meglio; le particelle iniziano a cadere precipitando verso il punto centrale della supernova, e qui la fisica le schiaccia, sul peso di quelle più esterne. La pressione raggiunge altissimi livelli e i protoni, i neutroni e gli elettroni che prima erano sconfinatamente distanti nell’atomo, adesso sono a contatto diretto. La massa della stella è compressa in uno spazio molto più piccolo di quello originale, e questo permette la nascita di un buco nero. Il campo gravitazionale è così forte che inizia quindi a divorare tutto quello che gli si trova vicino, materia o energia. E’ così tanto forte l’attrazione che genera che la velocità di fuga (ovvero la velocità da raggiungere per allontanarsi da questo) supererebbe quella della luce, ecco perché nemmeno i fotoni riescono a scappare, ed ecco perché viene detto “nero”.

«Perché è così tanto affascinante un buco nero?» Per la sua capacità di distorcere fortemente lo spazio e il tempo. Come dedotto da Einstein nella Relatività generale, la gravità è capace di alterare il naturale tessuto dello spazio-tempo, e maggiore è la gravità esercitata dalla massa, maggiore è il suo effetto. Basta immaginare di stendere un telo e tenerlo in tensione, poi appoggiare un sasso su questo. Più sarà pesante il sasso, maggiore sarà la curvatura sul telo. Questo significa che un oggetto come un buco nero, che esercita una forza gravitazionale enorme, è capace di alterare il tessuto a tal punto da percepirlo in modo sensibile.

spazio tempo

il tessuto spazio-temporale e le sue deformazioni a confronto

In particolare si può notare l’alterazione temporale. Se ci avvicinassimo a un buco nero non noteremmo niente di diverso, ma se qualcuno ci guardasse avvicinare ci vedrebbe andare sempre più piano, fino addirittura a sembrare fermi una volta raggiunto il bordo. Se potessimo, per esempio, orbitare due ore intorno a Sagittarius A sulla Terra sarebbero passati cinquanta anni. Da noi che orbitiamo la Terra sembrerebbe velocissima, mentre per le persone sulla Terra sembreremmo praticamente fermi.

«Cosa succederebbe se entrassi in un buco nero?» Questa è una domanda assai più complessa delle altre. Per prima cosa immaginiamo di avvicinarci a un buco nero; dobbiamo ovviamente presupporre la nostra immunità dagli effetti distruttivi. Per i motivi detti prima, avvicinandoci vedremmo le cose dietro a noi andare sempre più veloci, e anche la nostra “discesa” accelererebbe, a causa della forza gravitazionale. Ci avvicineremmo per prima cosa a un disco di polveri e detriti, disposto intorno al buco nero, chiamato disco di accrescimento. Questa materia, che il buco nero attrae a velocità elevatissime, generando così temperature inimmaginabili, si muove su una spirale dall’esterno verso il bordo del buco nero, chiamato orizzonte degli eventi. Avvicinandoci a questo, per chi ci osserva dall’esterno, sembreremmo ormai fermi, la discesa durerebbe miliardi di anni. Tuttavia in poco noi siamo sul limite di entrare. Per alcuni fisici questo bordo non sarebbe un reale rischio, per altri invece sarebbe estremamente incandescente e distruttivo. In ogni caso quello che c’è all’interno è ancora perlopiù un mistero. Si ipotizza che non sia un luogo ospitale, ma anzi molto catastrofico, dove le leggi della fisica si piegano. Comunque, qualsiasi sia la sua struttura interna, si ipotizza che al centro vi sia un punto chiamato singolarità, uno dei concetti più interessanti della fisica. Anche perché per alcuni fisici teorici la particella che ha dato vita al Big Bang sarebbe proprio una singolarità e quindi potrebbe esserci una connessione tra buchi neri e la nascita dell’universo; forse il nostro universo potrebbe essersi originato da un preesistente buco nero. Un’altra ipotesi sostiene che la singolarità di un buco nero potrebbe invece permettere l’accesso a un altro punto dell’universo, grazie a un wormhole, una specie di tunnel spazio-temporale.

wormhole

un wormhole ci permette, proprio come un bruco attraverso una mela, di viaggiare da un estremo dello spazio-tempo all’altro passandoci a traverso

Qualunque sia la risposta esatta quello che è chiaro è che moltissimo va ancora scoperto sui buchi neri e che nascondano misteri capaci di espandere la nostra conoscenza.

Realizzato da Livi Asia 4Al in collaborazione con Barlucchi Vittorio 5A Scientifico Liceo Volta.

Se volete approfondire…

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Il rap delle ossidoriduzioni

Adesso voglio proprio vedere chi non riuscirà a bilanciare una reazione redox…

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Come è morta Lucy? Forse risolto un giallo del pliocene

australopithecus afarensis

Lucy, la famosissima femmina di Australopithecs afarensis, il cui scheletro è stato scoperto in Etiopia nella regione dell’Afar nel 1974, è probabilmente morta in seguito alla caduta da un albero. L’ipotesi viene proposta in seguito a recenti studi sul suo scheletro. La causa della morte è stata una violenta decelerazione in seguito ad una caduta da una considerevole altezza. Questo ha prodotto fratture da impatto in diverse parti dello scheletro. L’urto è stato così grave da produrre sia fratture sia danni agli organi interni. Si ipotizza che l’insieme di queste ferite sia stata la causa della morte.

ricostruzione della caduta che potrebbe aver provocato la morte di Lucy

Ricostruzione della caduta che potrebbe aver provocato la morte di Lucy

Gli autori dell’articolo pubblicato su Nature rilevano come sia in qualche modo ironico il fatto che proprio Lucy, l’esemplare che ci ha fornito una delle più solide prove della nostra andatura bipede, sia morta in seguito alla caduta da un alto ramo di un albero. Fatto che testimonia come probabilmente essa avesse ancora uno stile di vita in parte arboricolo. D’altra parte  è possibile fare anche la considerazione che sarebbe stato meglio per lei rimanere al suolo dove evidentemente se la cavava meglio rispetto al muoversi tra i rami a diversi metri di altezza. Un’ulteriore prova che avevamo ormai perso l’agilità arboricola dei nostri cugini scimpanzé?

Se siete interessati all’articolo originale CLICCATE QUI

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Arrivederci al prossimo anno scolastico

buone vacanze

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Confermata la presenza dell’amminoacido glicina su una cometa

L’ipotesi che molecole organiche fondamentali per la comparsa della vita su questo pianeta siano arrivate dallo spazio, viene ormai avanzata da molti anni. Una grossa difficoltà in questo campo di studi è data dal fatto che analizzando frammenti provenienti dallo spazio qui sulla Terra, diventa molto difficile escludere che eventuali tracce di materia organica non siano dovute ad una contaminazione o alterazione del campione, dato che la Terra è appunto letteralmente “infestata” da forme di vita.

rosetta

La cometa 67P/Churyumov-Gerasimenok fotografata dalla sonda Rosetta.

I dati che arrivano però dalla missione Rosetta, che è andata a studiare le comete nello spazio, confermano l’ipotesi iniziale. La cometa studiata è la 67P/Churyumov-Gerasimenok e i campioni raccolti nello spazio, lontano da possibili contaminazioni confermano la presenza di un semplice amminoacido, la glicina e di fosforo.
Anche la firma isotopica del carbonio tredici conferma l’origine extraterrestre delle molecole.

glicina

L’amminoacido glicina

Ci stiamo forse avvicinando ad una seconda rivoluzione copernicana. Grazie alla prima noi sapiens abbiamo capito che il nostro pianeta non era al centro dell’universo. La prossima potrebbe farci rendere conto che la Terra non è l’unico pianeta che ospita la vita, forse anche la galassia è letteralmente infestata da forme di vita. Per citare il bellissimo film Contact, tratto dal romanzo di Carl Sagan, “se lassù non ci fosse nessuno sarebbe davvero uno spreco di spazio”.

Qui di seguito l’abstract ed il link all’articolo pubblicato su Science Advances.

Abstract

The importance of comets for the origin of life on Earth has been advocated for many decades. Amino acids are key ingredients in chemistry, leading to life as we know it. Many primitive meteorites contain amino acids, and it is generally believed that these are formed by aqueous alterations. In the collector aerogel and foil samples of the Stardust mission after the flyby at comet Wild 2, the simplest form of amino acids, glycine, has been found together with precursor molecules methylamine and ethylamine. Because of contamination issues of the samples, a cometary origin was deduced from the 13C isotopic signature. We report the presence of volatile glycine accompanied by methylamine and ethylamine in the coma of 67P/Churyumov-Gerasimenko measured by the ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) mass spectrometer, confirming the Stardust results. Together with the detection of phosphorus and a multitude of organic molecules, this result demonstrates that comets could have played a crucial role in the emergence of life on Earth.

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Il transito di Mercurio davanti al Sole.

transito di Mercurio

Succede solo 13 volte ogni secolo, il 9 maggio il pianeta Mercurio si è interposta tra il Sole e la Terra, generando una “mini eclissi”.
La foto è tratta dal sito della NASA. [vai all’articolo originale]
Questo è il video del transito avvenuto nel 2006.

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