Il buco nero

  Il concetto di buco nero venne sviluppato intorno al 1916 dall'astronomo Karl Schwarzschild sulla base della teoria della relatività di Einstein. I buchi neri rappresentano lo stadio finale dell'evoluzione di alcune stelle. Quando il carburante di una stella si esaurisce, l'aumento di pressione associato al calore prodotto dalle reazioni nucleari non è sufficiente per contrastare il processo di contrazione della stella. In queste condizioni, a seconda dei valori della densità, può avvenire la formazione di una nana bianca oppure di una stella di neutroni. Se la massa del nucleo supera 1,7 volte la massa del sole, nessuna pressione è sufficiente a contrastare il collasso e si genera un buco nero.
Il raggio dell'orizzonte degli eventi di un buco nero di Schwarzschild dipende solo dalla massa del corpo e in chilometri è pari a 2,95 volte la massa del corpo stesso espressa in masse solari. I risultati trovati dall'astronomo vanno modificati se il corpo è dotato di carica elettrica o se è in rotazione. Nell'ultimo caso all'esterno del buco nero compare una "ergosfera", dentro la quale la materia viene sollecitata a ruotare insieme al buco nero. Inoltre, secondo la relatività generale, in prossimità di un buco nero la forza gravitazionale altera in maniera sensibile lo spazio-tempo. In particolare, il tempo rallenta man mano che ci si avvicina, dall'esterno, all'orizzonte degli eventi, e si ferma completamente sull'orizzonte stesso. Dal punto di vista puramente teorico un corpo, che subisce una contrazione entro il raggio di Schwarzschild, collassa in una singolarità dello spazio- tempo, cioè in un oggetto senza dimensioni e di densità infinita.
Il fisico britannico Stephen Hawking ha suggerito che molti buchi neri possano essere nati nell'universo primordiale. Se ciò fosse esatto, gran parte di essi potrebbe essere troppo distante da altra materia per formare un disco di accrescimento rilevabile, ma potrebbe tuttavia costituire una frazione significativa della massa totale dell'universo. Per evitare il concetto matematico di singolarità, Hawking ha inoltre proposto che i buchi neri collassino formando dei wormholes ("buchi di vermi" che collegano il nostro con altri universi).