“Gli aerei
stanno al cielo, come le navi al mare”
Renoir
- Francesco
De Gregori
Qualche settimana fa è stato dato
l’annuncio che l’Event Horizon Telescope,
un gruppo di otto radiotelescopi che opera su scala planetaria, ha fornito la
prima prova visiva diretta mai ottenuta di un Buco Nero e della sua ombra, posizionato nel cuore di Messier 87, un’enorme galassia situata
nel vicino ammasso della Vergine. In una serie di sei articoli di “The Astrophysical Journal Letters”,
l’immagine rivela un Buco Nero supermassiccio con una massa pari a 6,5 miliardi
di volte quella del Sole e che dista dalla Terra 55 milioni di anni luce.
Quando parliamo di
un Buco Nero di questa massa di cosa stiamo parlando?
Ad esempio la massa del pianeta Terra è 5,97 × 1024 kg (diametro
di 12.750 km), mentre quella del Sole
è 1,99 × 1030 kg (diametro 1,39 × 106 km); il rapporto
tra i valori delle 2 masse è facile da ricordare: 333.333.
Dalla seguente tabella, si può notare che il diametro del BN è direttamente proporzionale alla sua massa; se il Sole diventasse un BN avrebbe un raggio di 2,95 km; moltiplicando quest’ultimo valore per il numero di masse solari (Mo) si ottiene il raggio del BN.
La massa di Sgr A (il Buco Nero situato al centro della nostra galassia) è 4,31 × 106 Mo ed infine quella del BN di M87 citato all’inizio è pari a 6,5 × 109 Mo (1,29 × 1040 kg).
Dalla seguente tabella, si può notare che il diametro del BN è direttamente proporzionale alla sua massa; se il Sole diventasse un BN avrebbe un raggio di 2,95 km; moltiplicando quest’ultimo valore per il numero di masse solari (Mo) si ottiene il raggio del BN.
La massa di Sgr A (il Buco Nero situato al centro della nostra galassia) è 4,31 × 106 Mo ed infine quella del BN di M87 citato all’inizio è pari a 6,5 × 109 Mo (1,29 × 1040 kg).
dove G = 6,67 × 10−11 N m² / kg² è la costante di gravitazione universale.
Il Buco Nero di M87 che ha una massa 6,5 miliardi di masse solari ha quindi un RS di circa 20 miliardi di km (127 Unità Astronomiche). Plutone all’afelio si trova a circa 49,3 UA, per cui il Sistema Solare potrebbe essere comodamente contenuto nel Buco Nero di M87.
Il Buco Nero di M87 che ha una massa 6,5 miliardi di masse solari ha quindi un RS di circa 20 miliardi di km (127 Unità Astronomiche). Plutone all’afelio si trova a circa 49,3 UA, per cui il Sistema Solare potrebbe essere comodamente contenuto nel Buco Nero di M87.
Il Raggio di Schwarzschild
RS è la distanza
alla quale la velocità di fuga è pari a c
(velocità della luce).
Nel post 86. Velocità di fuga, si è parlato della legge di Titius-Bode, una formula empirica che
descrive con buona approssimazione i valori dei semiassi maggiori a
delle orbite dei pianeti del sistema solare (espressi in Unità Astronomiche) e
viene espressa con la semplice formula:
( 3n + 4 ) / 10
dove n
assume i valori 0, 1, 2, 4, 8, 16, …
Di questa semplice progressione geometrica, la scala
logaritmica riesce a darne una bella rappresentazione grafica:
dove a 1 troviamo
per definizione la Terra e a circa 10 Saturno. Come detto prima, a 127 possiamo posizionare l’orizzonte
degli eventi del Buco Nero di M87.
Ma qual è la densità
media di un Buco Nero?
Per i Buchi Neri di "piccole" dimensioni, la densità
media all'interno dell'orizzonte degli eventi è incredibilmente elevata (vedi la prima tabella) e ai confini del Buco Nero si hanno forze di
marea superiori a mille miliardi di volte la forza gravitazionale. Però (in modo abbastanza sorprendente) la
densità media diminuisce drasticamente per i Buchi Neri massicci.Un BN di 387
milioni di masse solari avrebbe la densità media dell'acqua e sarebbe
paragonabile a un gigantesco pallone d'acqua che si estende dal Sole fino quasi
a Giove.Un BN di 11 miliardi di masse solari avrebbe la densità media
dell'aria e sarebbe analogo ad un gigantesco pallone aerostatico 2,5 volte più grande
dell’orbita di Plutone.La densità di massa media nello spazio stesso, per
quanto piccola, alla fine può diventare un BN a bassa densità.Se la densità media dell'Universo
corrispondesse alla densità critica di soli 5,67 atomi di idrogeno per metro
cubo, si formerebbe un Buco Nero a bassa densità di circa 13,8 miliardi di anni
luce, corrispondente al modello del Big Bang dell'Universo. Un BN può utilizzare la rotazione e/o la
carica elettrica per evitare il collasso. Le forze gravitazionali diventano
trascurabili per i grandi Buchi Neri a bassa densità.
Così si può vivere in un grande BN a bassa densità senza nemmeno accorgersene.
M