Viaggio musicale all’interno di un buco nero (Parte 8 – Fatti spaghetti)

Ottava tappa di un percorso che ci accompagna nel più estremo dei viaggi. Quello all'interno di un buco nero.

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Viaggio musicale all’interno di un buco nero (Parte 8 – Fatti spaghetti)

Ottava tappa di un percorso che ci accompagna nel più estremo dei viaggi. Quello all'interno di un buco nero.

Oltrepassato l’orizzonte, per la verità, il nostro destino dipende dal buco nero in cui ci troviamo. Finora abbiamo assunto tacitamente di trovarci in un buco nero elettricamente neutro e non rotante. È il caso più semplice, ed è un ottimo punto di partenza per farsi un’idea di quello che accadrebbe.

Nei pressi del centro, le forze di marea producono un effetto di schiacciamento e allungamento detto “spaghettificazione”

Immaginiamo anche di partire dalla nostra orbita circolare più vicina, e di cadere all’improvviso in direzione radiale, cioè puntando dritto al centro del buco nero. Vedremmo il disco nero dell’orizzonte degli eventi che si espande sempre più, mentre il cielo alle nostre spalle ci si schiaccia addosso. La luce delle stelle e delle galassie che prima ci appariva di fronte, ora si concentra in un anello luminoso attorno al cerchio nero che occupa in modo sempre più preponderante il nostro spazio visivo. Via via, l’orizzonte scuro si chiude alle nostre spalle, incapsulandoci in una sfera nera, e le immagini del resto dell’universo si concentrano in un disco sempre più piccolo e luminoso, poi in un punto. Quando varchiamo l’orizzonte, abbiamo di fronte a noi l’oscurità, e l’unica direzione da cui proviene la luce è quella alle nostre spalle.

The Milky Way glitters brightly over ALMA
La Via Lattea sopra le antenne del radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), in Cile. Questo osservatorio fa parte della collaborazione Event Horizon Telescope, che ha effettuato la prima foto di un buco nero (ESO/B. Tafreshi, twanight.org).

Tirati per il collo

Il fluire del tempo è alterato come non mai, e le normali coordinate spaziali non vanno più bene per descrivere il percorso che stiamo seguendo. Guardandoci indietro, vedremmo le vicende dell’universo che avvengono a ritmo sempre più veloce. E vedremmo tutto quello che, come noi, cade nel buco nero in ogni istante del futuro. Se dalla Terra hanno deciso, dopo migliaia o milioni di anni, di mandare altre astronavi a seguire le nostre tracce, le vedremmo. Viceversa, di fronte a noi avremmo la meta del nostro viaggio, la singolarità che tutto inghiotte. È di fronte a noi, non possiamo evitarla. Ma non potremmo vederla. Intanto qualcosa di strano e di diverso comincia a manifestarsi intorno a noi, dentro di noi. Cominciamo ad avvertire una forza che si fa sempre più insistente. Una forza che tende ad allungarci, tirandoci letteralmente per il collo. Sono i primi segnali di una brutta storia, il processo di “spaghettificazione” verso il quale stiamo andando incontro. Ed è troppo tardi per evitarlo.

Maree estreme

Quel che accade, infatti, è che in prossimità del centro del buco nero la forza gravitazionale non è più quasi uniforme, cioè più o meno uguale in ogni punto vicino a noi, come siamo abituati a pensarlo in seguito alla nostra esperienza sulla Terra. Ora gli effetti geometrici cominciano a farsi sentire. E così, se con la testa – nostra e dell’astronave – siamo più vicini al centro del buco nero, allora lì la forza di gravità che ci risucchia sarà più intensa che ai nostri piedi.

CoverI Buco Nero
La cover dell’ebook “Viaggio all’interno di un buco nero”, da cui è tratto questo articolo.

Le forze di questo tipo, che nascono dalla disomogeneità del campo gravitazionale, prendono il nome di “forze di marea”, perché sono le stesse che danno origine alle maree sulla Terra. Anche se di solito non ci facciamo caso, infatti, a causa dell’influenza gravitazionale del sole e della luna, la superficie terrestre si deforma leggermente istante dopo istante. Soprattutto si modifica la superficie degli oceani, perché le masse d’acqua possono spostarsi più facilmente. E così i mari tendono a muoversi verso la luna o il sole, o nella direzione opposta (dove “sfuggono” più facilmente). Risultato: soprattutto grazie allo spostamento delle acque, la Terra si deforma leggermente. Da sferica, diventa oblunga come un pallone da baseball, perché si allunga in una direzione e si schiaccia nell’altra. Per inciso, i punti in cui la Terra si allunga sono le zone in cui si verifica l’alta marea, quelli in cui si schiaccia sono quelle di bassa marea. In prossimità di un buco nero, le forze di marea sono della stessa natura, ma sono particolarmente intense. Così intense da mettere a dura prova e perfino vincere le forze atomiche e molecolari che rendono solidi gli oggetti, fino a disintegrarli del tutto. E poiché la marea si manifesta sempre come un allungamento nella direzione del centro di gravità, e in uno schiacciamento trasversale, il processo prende il nome di “spaghettificazione”.

In linea di principio, le forze di marea sono sempre presenti. Diventano, però, particolarmente significative solo nei pressi della singolarità. Per un buco nero gigante, come quello che abbiamo scelto di raggiungere, questo avviene all’interno dell’orizzonte. Per i buchi neri più piccoli, invece, le variazioni di gravità sono molto intense anche fuori… Ricordate che all’inizio avevamo raccomandato di dirigerci verso Sagittarius A*, nel centro della Via Lattea? Era proprio per questo. Se si commettesse l’errore di dirigersi verso un buco nero stellare come Cygnus-X1, si verrebbe spaghettificati ben prima di raggiungere l’orizzonte degli eventi. Per godersi il viaggio, conviene puntare a un buco nero gigante.

(Tratto dall’ebook Viaggio all’interno di un buco nero – continua)

Andrea Parlangeli
Andrea Parlangeli
Andrea Parlangeli è fisico (PhD) e giornalista, caporedattore del mensile Focus. Appassionato di scienza, tecnologia e innovazione, nel 2019 ha conseguito un Executive MBA presso il MIP/Politecnico di Milano. Ha scritto diversi libri, tra cui Uno spirito puro. Ennio De Giorgi, genio della matematica (Milella 2015, Springer 2019) e Viaggio all’interno di un buco nero (StreetLib, 2019). È stato curatore di La nascita imperfetta delle cose (Rizzoli 2016) di Guido Tonelli, sulla scoperta del Bosone di Higgs; La musica nascosta dell’universo (Einaudi 2018) di Adalberto Giazotto, sulla scoperta delle onde gravitazionali ; Benvenuti nell'Antropocene (Mondadori, 2005) del premio Nobel Paul Crutzen, padre del termine "antropocene" .

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