Spazio: elaborato un metodo per distinguere i buchi neri da altri oggetti celesti massicci

Si fa presto a dire “buco nero”: tutti abbiamo sentito parlare delle densissime regioni dello spazio-tempo dove la gravità è più forte di qualunque cosa, e gli astronomi le studiano da decenni per svelare i misteri che racchiudono questi divoratori di materia, ma scovare buchi neri nello spazio è meno semplice di quel che sembra. Infatti questi famelici oggetti spesso si mimetizzano tra altri corpi che assomigliano in tutto e per tutto ai black holes, eppure non lo sono. Si tratta di oggetti compatti e massicci che agli “occhi” dei telescopi non sono distinguibili dai buchi neri, ma che a differenza loro non collassano su se stessi.

Il problema – spiega l’ASI – potrebbe ora essere risolto da un gruppo di scienziati russi del Moscow Institute of Physics and Technology (MIPT), dell’Institute for Theoretical and Experimental Physics e del National Research University Higher School of Economics, che ha elaborato un nuovo metodo per scovare i veri buchi neri. Il loro approccio consiste nell’analizzare lo spettro energetico delle particelle che si muovono nelle vicinanze dell’oggetto da catalogare: se il flusso è continuo si tratta di un buco nero, se è discreto di un altro oggetto massiccio. Come mai? Per capirlo, occorre fare un passo indietro.

I buchi neri, previsti dalla teoria einsteiniana della Relatività Generale, sono caratterizzati dal cosiddetto “orizzonte degli eventi” – un limite oltre il quale nulla, neppure la luce, può tornare indietro. Questo confine è anche chiamato raggio di Schwarzschild, che in termini fisici è il raggio di un oggetto in cui la velocità di fuga è maggiore della velocità della luce. Da qui deriva la proprietà di “collasso” dei buchi neri: in prossimità dell’orizzonte degli eventi la luce non riesce a passare, la gravità è irresistibile e il tempo sembra fermarsi. Per questo il buco nero appare come eternamente collassato su se stesso. Questo non capita nel caso dei “finti” buchi neri, il cui raggio di Schwarzschild è leggermente più largo e di conseguenza il collasso non avviene.

Il nuovo metodo elaborato dagli scienziati russi lavora proprio su questa differenza, e permette di distinguere tra oggetticollassati – i buchi neri – e oggetti massicci compatti. Il gruppo di ricerca ha esaminato il comportamento delle particelle nei pressi di queste due tipologie di oggetti, trovando una sostanziale differenza. Nel caso di oggetti ultra compatti con raggio più largo del raggio Schwarzschild, esiste un’area dove le particelle cadono in una sorta di “trappola” gravitazionale – un po’ come avviene in fisica quantistica con i salti quantici. Questo scarto è ciò che rende lo spettro energetico discreto, ovvero presenta spazi “vuoti” privi di particelle. Al contrario, nel caso dei buchi neri il costante processo di collasso fa sì che non ci siano salti: questo rende il flusso di particelle continuo.

Ecco che il diverso comportamento delle particelle può diventare una cartina tornasole per catalogare gli oggetti celesti attorno a cui queste particelle si muovono, scovando in modo infallibile veri buchi neri.