buco nero

Cosa accadrebbe se cadessimo in un buco nero supermassiccio

  • Pubblicato
  • Aggiornato
  • 5 minuti di lettura

Come sarebbe cadere in un buco nero? Cosa osserveremmo quando ci avvicineremo ad esso? E ancora di più, quale destinazione finale avrebbe in serbo per noi questo affascinante oggetto?

Ora, grazie alle potenti simulazioni effettuate dalla NASA, abbiamo una chiara prospettiva visiva di questo fenomeno. Per fare ciò, i ricercatori hanno utilizzato il supercomputer Discover del Climate Simulation Center della NASA, gestendo un’enorme quantità di dati (circa 10 terabyte, equivalenti a 10.000 copie dell’Enciclopedia Britannica).

Per darci un’idea della sua elevata velocità di elaborazione, Discover ha completato queste simulazioni in circa cinque giorni, rispetto ai decenni di elaborazione che un tipico laptop avrebbe impiegato.

Il buco nero supermassiccio

Queste simulazioni iniziano con una telecamera posizionata a circa 640 milioni di chilometri di distanza, poco meno della distanza tra il Sole e il pianeta Giove, per avvicinarsi progressivamente a un buco nero supermassiccio da 4,3 milioni di masse solari (simile al mostro situato al centro della Galassia Via, Sagittario A*).

Ricreazione del buco nero supermassiccio utilizzato nella simulazione
Ricreazione del buco nero supermassiccio utilizzato nella simulazione. Puoi vedere chiaramente la nuvola piatta di gas caldo (il disco di accrescimento) che circonda il buco nero. Crediti: Goddard Space Flight Center della NASA/J. Schnittman e B. Powell.

Durante la sua caduta, un intrepido astronauta osserverebbe in dettaglio una nube piatta di gas caldo e luminoso che circonda il buco nero (e che servirebbe da riferimento visivo): il disco di accrescimento.

Inoltre, man mano che si avvicina all’orizzonte degli eventi, distinguerebbe anelli luminosi di luce (o anelli fotonici) formati da fasci di luce che orbitano più volte attorno al buco nero. Per finire, un cielo stellato, come sarebbe visto dalla Terra, completerebbe questa scena impressionante.

Avvicinamento all’anello fotonico

Immaginiamo allora che il nostro astronauta salti sopra il buco nero, registrando la sua caduta con una telecamera, mentre il resto dell’equipaggio osserva l’impresa abbastanza lontano dalla scena. Nel momento stesso del lancio, l’astronauta e l’equipaggio avrebbero i loro orologi perfettamente sincronizzati.

Nel suo cammino verso l’ignoto, il nostro viaggiatore guadagnerebbe sempre più velocità (anche prossima a quella della luce) e osserverebbe il disco di accrescimento, gli anelli di fotoni e il cielo notturno sempre più distorti (anche formando immagini multiple, forse come visto nella simulazione).

Inoltre, la luminosità del disco di accrescimento e delle stelle dello sfondo cosmico aumenterebbe notevolmente se l’astronauta guardasse nella direzione di marcia, a causa del noto effetto Doppler.

In questo screenshot della simulazione, l'astronauta si trova vicino all'anello fotonico (cerchio esterno nel riquadro blu), dove si può notare un notevole aumento della luminosità del disco di accrescimento dovuto all'effetto Doppler
In questo screenshot della simulazione, l’astronauta si trova vicino all’anello fotonico (cerchio esterno nel riquadro blu), dove si può notare un notevole aumento della luminosità del disco di accrescimento dovuto all’effetto Doppler (parte centrale dell’immagine). Anche nell’orologio dell’astronauta si osserva un ritardo di circa 12 minuti, rispetto al tempo che il suo equipaggio misurerebbe lontano da un simile evento (riquadro rosso). Crediti: Goddard Space Flight Center della NASA/J. Schnittman e B. Powell.

D’altro canto, gli orologi dell’equipaggio e dell’astronauta non sarebbero più sincronizzati, poiché l’orologio di quest’ultimo verrebbe spostato indietro di circa 12 minuti. Cioè, il tempo passerebbe più lentamente per l’astronauta che per i suoi compagni.

La superficie del non ritorno

“Lasciate ogni speranza, o voi che entrate.” È l’iscrizione che Dante Alighieri descrive sulla porta dell’inferno nella Divina Commedia , e che si adatta molto bene alla definizione dell’orizzonte degli eventi di un buco nero.

Infatti, circa 11 minuti dopo (sull’orologio dell’astronauta), il nostro viaggiatore attraversa la superficie di non ritorno. Sebbene potesse ancora ricevere immagini dall’esterno, qualsiasi segnale inviato all’interno dell’orizzonte degli eventi non avrebbe raggiunto l’equipaggio.

Il semplice fatto di attraversare l’orizzonte degli eventi di un buco nero supermassiccio non comporterebbe, in linea di principio, alcun trauma per l’astronauta. Il problema si presenterebbe solo circa 12,8 secondi dopo, quando si verificherebbe la sua morte per spaghettificazione. Questo perché l’attrazione gravitazionale all’estremità di un oggetto più vicino al buco nero è molto più forte di quella all’altra estremità.

In questo senso, anche se può sembrare paradossale, un buco nero stellare di circa 30 masse solari (come Gaia BH3 recentemente scoperto) sarebbe ancora più problematico di uno supermassiccio, poiché le forze di marea sarebbero più intense e l’astronauta si troverebbe distrutto ancor prima di raggiungere l’orizzonte degli eventi.

In quest'altra cattura, l'astronauta ha attraversato l'orizzonte degli eventi
In quest’altra cattura, l’astronauta ha attraversato l’orizzonte degli eventi (cerchio interno nel riquadro blu) ricevendo ancora luce dall’esterno. Inoltre, mentre l’orologio del nostro viaggiatore segna un tempo di circa 3 ore, 15 minuti e 26 secondi (riquadro rosso), l’orologio dell’equipaggio segna un valore infinito (rappresentato da quella successione di numeri nove). Crediti: Goddard Space Flight Center della NASA/J. Schnittman e B. Powell.

E cosa osserverebbe il resto dell’equipaggio? Direbbe semplicemente che il suo audace compagno non ha mai oltrepassato la superficie del non ritorno. In altre parole, l’astronauta impiegherebbe “un tempo infinito” (secondo l’orologio dell’equipaggio) per attraversare l’orizzonte degli eventi.

Un volo basso sopra l’orizzonte degli eventi

Ma avremmo anche buone notizie, a patto che riesca a modificare la traiettoria iniziale del suo lancio nel buco nero. In tal caso, si avvicinerebbe all’orizzonte degli eventi (senza attraversarlo) e poi fuggirebbe in salvo.

Recente simulazione della caduta di un corpo in un buco nero supermassiccio, avvicinandosi al suo orizzonte degli eventi, ma senza attraversarlo. Crediti: Goddard Space Flight Center della NASA/J. Schnittman e B. Powell.

Quindi, se il nostro astronauta effettuasse un viaggio di andata e ritorno della durata di circa 6 ore (secondo il suo orologio), ritornerebbe 36 minuti più giovane rispetto al resto dell’equipaggio. Questo perché il tempo scorre più lentamente in prossimità di una sorgente gravitazionale molto intensa e quando ci si muove a una velocità prossima a quella della luce.

Il viaggiatore ringiovanito sopravvivrebbe, non vivrebbe un episodio traumatico come quello precedente ma, senza dubbio, sarebbe un’esperienza emozionante.