Può essere pericoloso - può essere molto divertente! Questa è l'opinione di uno dei principali astrofisici degli Stati Uniti e riflette con arguzia sulle possibilità che le persone potrebbero ottenere se fossero trasportate nelle vicinanze di un buco nero supermassiccio. Ha suggerito che i progressi nello sviluppo dei motori spaziali potrebbero permetterci di organizzare la "ricerca sul campo" del buco più vicino.
Dagli anni '90 sappiamo che i pianeti possono orbitare attorno a pulsar, oggetti incredibilmente densi creati da potenti esplosioni di stelle. Sarebbe ragionevole presumere che possano ruotare attorno ai buchi neri, che, sorprendentemente a molti, possono avere un impatto minore sul loro ambiente rispetto alle pulsar. Alcuni di questi pianeti possono persino avere vita, perché molti esseri viventi sulla Terra, come sappiamo, si sono adattati a condizioni estreme, comprese temperature molto alte e basse, ambienti acidi, salini e persino radioattivi.
I pianeti abitati possono essere trovati vicino ai buchi neri supermassicci, che si trovano al centro della maggior parte delle galassie. La nostra galassia, la Via Lattea, ospita un buco nero con una massa pari alla massa di quattro milioni di stelle messe insieme. L'orbita circolare stabile più interna (SVUKO) di questo oggetto, nota come Sgr A * (Sagittarius A *), è all'incirca uguale all'orbita in cui Mercurio si muove attorno al nostro sole.
Come sarebbe vivere su un simile pianeta?
Prima di parlare dei tanti pericoli per la vita vicino a un buco nero, diamo un'occhiata ai vantaggi. Se le civiltà emergono o migrano nelle vicinanze dei buchi neri, quali cose interessanti e utili possono fare lì? Mi vengono in mente le 10 migliori opzioni:
- Usa il buco nero come fonte di energia pulita, scaricando i rifiuti nell'imbuto del disco di accrescimento, attorno al quale ruota il vortice della materia. Fino al 42% della massa dei rifiuti può essere convertita in radiazione nel buco nero SVUKO che ruota alla massima velocità.
- Collega una sorta di meccanismo ingegneristico all'asse di rotazione del buco nero come un gigantesco volano da cui è possibile raccogliere energia.
- Cavalca su vele di fotoni lungo getti relativistici a una velocità prossima a quella della luce.
- Prolunga la giovinezza visitando i saloni di bellezza situati vicino all'orizzonte di un buco nero, dove il tempo scorre più lentamente a causa del redshift gravitazionale.
- Goditi la vista dell'intero universo, riflessa in modo bizzarro nelle immagini delle lenti gravitazionali attorno al buco nero.
- Apri un luna park sulla cosiddetta "sfera dei fotoni", dove puoi giocare con vari effetti relativistici, ad esempio, vedersi di spalle, guardando dritto davanti a sé, mentre la luce si piega attorno a un buco nero.
- Prendi tutto da nuove possibilità di movimento nello spazio. Quindi, quando in miliardi di anni la Via Lattea si fonde con la vicina nebulosa di Andromeda, due buchi neri nel loro centro si uniranno in un solido sistema binario, una sorta di catapulta gravitazionale in grado di lanciare stelle e pianeti alla velocità della luce, come spiega l'autore di questo materiale in due articoli scritti coautore con James Guillochon. Le agenzie di viaggio potranno vendere biglietti per incredibili viaggi su pianeti catapultati che attraverseranno l'intero universo.
- Invia i criminali al buco nero come la prigione più sicura con la pena di morte attraverso la singolarità. La durata della vita dei prigionieri dipenderà dalla massa del buco nero. Meno grave è il crimine che hanno commesso, più massiccio sarà il loro buco nero e più a lungo potranno vivere al di fuori delle "mura della prigione", che saranno considerate l'orizzonte del buco nero.
- Usa le onde gravitazionali emesse da piccoli oggetti in orbita attorno a un buco nero come mezzo di comunicazione. Tali segnali non possono essere bloccati da nessuna delle forme conosciute di materia.
- Metti alla prova gli aspetti di base della gravità quantistica inviando gruppi di fisici sperimentali ed esperti in teoria delle stringhe in tour organizzati.
Il pericolo principale per gli astronauti che cercano di padroneggiare queste attività proviene dalle forze di marea. Come ha sottolineato Albert Einstein nel suo famoso esperimento mentale, chiunque si trovi all'interno di un ascensore in caduta o di un'astronave in caduta libera sentirà l'assenza di gravità. Ma qualsiasi differenza nell'accelerazione gravitazionale tra la testa e le gambe potrebbe facilmente lacerare il suo corpo. Le forze di marea sarebbero una condanna a morte vicino alla massa stellare di un buco nero, ma non rappresentano una minaccia per il corpo umano nello spazio più espanso attorno a un buco nero supermassiccio come Sagittarius A *.
Di conseguenza, la densità della materia richiesta per l'aspetto di un buco nero è in relazione lineare con la sua curvatura spazio-temporale. I buchi neri di bassa massa si formano quando il nucleo di una stella massiccia collassa a densità ben al di sopra di quella di un nucleo atomico. Ma per un buco supermassiccio, molto più rarefatto, è sufficiente riempire l'orbita di Giove con acqua liquida. Sembra semplice, ma questo progetto di ingegneria non è fattibile, in quanto richiederebbe una quantità di acqua pari a 100 milioni di soli. Ebbene, il calore che verrebbe rilasciato nel processo di versamento dell'acqua brucerebbe tutte le infrastrutture adiacenti.
In effetti, il calore rilasciato durante la compattazione di un buco nero supermassiccio rappresenta una minaccia significativa per le civiltà che potrebbero trovarsi al centro delle galassie. Nel nostro articolo congiunto con John Forbes, abbiamo dimostrato che una parte significativa dei pianeti nell'universo può perdere la loro atmosfera e gli oceani, che possono evaporare a causa del fatto che a un certo punto della loro esistenza erano vicini al nucleo galattico.
Video promozionale:
Per la prima volta nella storia umana, abbiamo la tecnologia per catturare immagini di buchi neri supermassicci al centro della Via Lattea e della gigantesca galassia ellittica M87 sullo sfondo di un luminoso accumulo di gas dietro di loro. La prima immagine di questo tipo verrà pubblicata nel corso dell'anno.
In una conferenza del 2018 alla conferenza Black Hole Initiatives, un centro interdisciplinare per la ricerca sui buchi neri ad Harvard, ho suggerito che ulteriori progressi nella propulsione spaziale potrebbero permetterci di studiare sul campo un buco nero vicino. Ciò fornirà una grande opportunità per provare una delle attività di cui sopra e forse scambiare appunti sulla gravità quantistica con alcuni turisti di altre civiltà che si sono già accampati lì.
Abraham Loeb è presidente del dipartimento di astronomia dell'Università di Harvard, direttore fondatore della Harvard Black Hole Initiative e direttore dell'Istituto di teoria e calcolo presso l'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Presiede anche il comitato consultivo per il progetto caldo Breakthrough Stars.
