Astronomi e cosmologi degli Stati Uniti hanno tracciato il comportamento di un milione dei più grandi buchi neri e hanno concluso che le stelle cadono completamente e che hanno un orizzonte degli eventi previsto dalla teoria della relatività di Einstein, secondo un articolo pubblicato sulla rivista MNRAS.
“Non abbiamo cercato di scoprire che forma ha l'orizzonte degli eventi, se è solido o, come credono i colleghi, assomiglia a una morbida matassa di filo. Stavamo solo cercando di trovare la prima prova che esiste davvero. Le nostre osservazioni mostrano che tutti o quasi tutti i buchi neri hanno un orizzonte degli eventi e che la materia scompare effettivamente dall'universo osservabile nel momento in cui lo attraversa. La teoria della relatività ha superato con successo il prossimo test , ha detto Ramesh Narayan dell'Università di Harvard (USA).
Punto o buco?
La teoria della relatività prevede che nell'Universo possano esistere le cosiddette singolarità: punti con una densità infinitamente alta e qualsiasi massa. I ben noti buchi neri sono un caso speciale di singolarità.
Tali oggetti, in accordo con il principio di "censura cosmica" di Penrose-Hawking, non possono essere visti, poiché saranno separati dal resto dell'Universo dall'orizzonte degli eventi. In altre parole, la singolarità si trova all'interno di una sfera immaginaria, dalla quale nemmeno la luce può fuoriuscire a causa della fortissima attrazione del buco nero. L'implementazione di questo principio è estremamente importante per la fisica, poiché la scoperta di una "singolarità nuda", almeno in forma teorica, significherebbe che tutta la scienza fisica moderna è sbagliata.
Più recentemente, i fisici teorici hanno suggerito che i buchi neri non devono essere una singolarità. Nel punto in cui dovrebbe essere la singolarità, può esserci un oggetto superdenso, non isolato dall'Universo circostante, ma invisibile a noi, o un "wormhole" - un tunnel che collega due spazi diversi. Questa idea sta oggi causando grandi controversie tra cosmologi e astronomi, poiché non sono state ancora trovate prove a favore della sua esistenza o confutazione di questa idea.
Narayan ei suoi colleghi hanno trovato un modo ingegnoso per testare se esiste un orizzonte degli eventi per i buchi neri osservando come i più grandi buchi neri situati al centro delle galassie "mangiano" le stelle che si avvicinano a loro.
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Chiarimento della singolarità
Gli scienziati hanno attirato l'attenzione sul fatto che le conseguenze della convergenza di una stella e un buco nero in presenza e in assenza di un orizzonte degli eventi saranno notevolmente diverse. Se è presente, la stella scomparirà senza lasciare traccia, "cadendo" in una singolarità più piccola di un atomo, e in sua assenza la stella entrerà in collisione con un oggetto superdenso che costituisce la base di un buco nero.
Come risultato di questa collisione, la materia del luminare "spalmerà" su questo oggetto, cesserà di essere invisibile per noi e darà origine a un lampo che durerà per decenni e la cui luminosità cambierà in modo unico, a differenza di come le supernove o le espulsioni di nero "normale" buchi. Di conseguenza, osservando un numero sufficientemente grande di galassie, saremo in grado di capire se i buchi neri supermassicci esistono senza un orizzonte degli eventi se la loro luminosità aumenta bruscamente e diventano visibili.
Cercando di trovare tracce di tali "razzi", gli scienziati hanno analizzato le immagini di oltre un milione di galassie con buchi neri supermassicci particolarmente grandi nelle immediate vicinanze della Terra, che sono state ricevute dal telescopio automatico Pan-STARRS alle Hawaii negli ultimi quattro anni.
Narayan ei suoi colleghi non hanno registrato un solo focolaio di questo tipo, il che significa due cose: che i buchi neri più grandi hanno un orizzonte degli eventi e che le stelle vengono "inghiottite" completamente da loro, scomparendo per sempre e senza lasciare traccia dall'universo visibile. Gli scienziati ritengono che i buchi neri più piccoli al centro delle galassie e i loro "cugini" più piccoli di massa stellare si comportino in modo simile.
Ciò è supportato dal fatto che Pan-STARRS avrebbe dovuto registrare almeno dieci di tali razzi temporanei sulla superficie dei "buchi neri" se le teorie sulla formazione di tali oggetti superdensi fossero corrette. Nel prossimo futuro, Narayan ei suoi colleghi testeranno le loro scoperte presso il telescopio di rilevamento LSST in costruzione in Cile, che sarà in grado di tracciare un numero di galassie molto maggiore rispetto all'osservatorio hawaiano.
