I Buchi Neri

u Una trappola per la luce

Un Buco Nero è uno dei possibili stati finali dell'evoluzione stellare e, più in generale, una delle straordinarie strutture che potrebbero essere presenti nell'Universo. Anche se definire le esatte proprietà di un Buco Nero richiede difficili calcoli basati sulla Relatività Generale di Einstein, il concetto di Buco Nero non è difficile, tanto che la prime idee sui Buchi Neri furono presentate dal reverendo J. Michell nel 1783 e, poco dopo, nel 1796, dal grande astronomo e matematico francese Paul Simon marchese de Laplace.

Il concetto di Buco Nero è collegato a quel concetto di "velocità di fuga" che, in epoca di imprese spaziali, sta diventando abbastanza familiare. Per richiamare quest'ultimo concetto ricordiamo semplicemente che se sulla Terra uno tira un sasso verso l'alto, lo vedrà certamente ricadere verso il basso. Ma questo non è necessariamente sempre vero: all'aumentare della velocità del lancio il sasso (o qualunque altro corpo) salirà sempre più in alto. Superata una certa velocità di partenza detta "velocità di fuga", il corpo si allontanerà definitivamente dalla Terra. Dunque riesce a sfuggire dalla Terra solo tutto ciò che ha velocità maggiore della velocità di fuga, mentre tutto ciò che ha velocità minore resta confinato sul pianeta.

Questo si può estendere a qualunque altro corpo e, naturalmente, la velocità di fuga sarà tanto maggiore quanto maggiore è la forza di gravità alla superficie del corpo. Cosi sulla Terra la velocità di fuga è di 11,2 chilometri al secondo (più di 40.000 chilometri all'ora!), ma alla superficie del Sole salirebbe a 620 chilometri al secondo. Ebbene, noi diciamo di essere in presenza di un Buco Nero quando la velocità di fuga dalla superficie di quel corpo supera la velocità della luce (300.000 chilometri al secondo). In tal caso nemmeno la luce riesce a uscire dal corpo, che diventa quindi per noi invisibile.
 

u Le dimensioni di un Buco Nero

Se ricordiamo infine che la gravità alla superficie di un corpo sferico è tanto più grande quanto è maggiore la massa del corpo, ma anche tanto minore il raggio del corpo stesso, comprendiamo facilmente che per ogni dato valore della massa esiste un raggio (raggio di Schwarzschild) al di sotto del quale il corpo si comporterà come un Buco Nero. Possono quindi esistere Buchi Neri di qualche milligrammo o di milioni di masse solari. Per i Buchi Neri prodotti dall'esplosione di una Supernova ci si attendono però masse non molto superiori alle 3-5 masse solari.