Torniamo ancora una volta allo spaziotempo vicino a un buco nero e azzardiamo una figura, con tutte le ovvie approssimazioni del caso...

Da poco abbiamo detto (QUI) che l'orizzonte degli eventi di un buco nero è un qualcosa che esisterà solo nel nostro futuro più lontano. Una classica visione spaziotemporale. Tuttavia, qualcuno potrebbe dirmi: "Ma allora ADESSO il buco nero non esiste e perché mai riusciamo a vedere gli effetti dovuti alla presenza di un qualcosa dotato di una gravità spaventosa?". Sembra sollevarsi un paradosso: non esiste ancora eppure ne vediamo gli effetti anche relativi al suo passato. Per cercare di chiarire meglio la situazione, ho provato a fare una figura, forse un poco azzardata e con tutte le imprecisioni che si devono accettare ogni qual volta si cerchi di raffigurare lo spaziotempo.

Iniziamo con la rappresentazione temporale della formazione di un buco nero a partire da una stella molto massiccia (Fig. 1). Una figura, questa, che abbiamo già usato varie volte.

In verticale mettiamo il nostro tempo e in orizzontale lo spazio (il tipico diagramma di Minkowski). La stella colorata in arancione contiene già il proprio orizzonte degli eventi (striscia grigia), ma esso è decisamente più piccolo della stella. A mano a mano che la stella collassa, la luce che essa invia dagli strati superficiali tende a piegarsi dato che si piega il suo cono di luce. Quando tutta la massa sarà contenuta dentro l'orizzonte degli eventi la luce non potrà più raggiungerci in quanto si muoverà in direzione parallela al nostro tempo. In altre parole, noi non potremo mai vedere ciò che cade nell'orizzonte degli eventi se non tra un tempo infinito. Questo, in pratica, significa che l'orizzonte è qualcosa che appartiene solo al nostro futuro più lontano.

Tuttavia, OGGI, l'orizzonte esce "allo scoperto", anche se noi non lo potremo  mai vedere. Non possiamo vedere lui, ma potremo ancora vedere ciò che lo circonda, ossia la materia che forma il disco di accrescimento. Non solo, però, anche la materia collassante che lo ha formato.

Cerchiamo di rappresentare questo fatto con un disegno... Abbiamo visto che avvicinarsi all'orizzonte degli eventi significa piegare la direzione della luce e, quindi, avendo presente la Fig. 1, possiamo disegnare, in Fig. 2, il disco di accrescimento come un trattino nero così come, precedentemente, possiamo disegnare come due frecce nere la materia che collassa: esse occupano la stessa posizione spaziale. La zona azzurra è quella in cui la gravità del buco nero non si fa sentire, quella bianca è la zona in cui la gravità deforma la direzione del tempo, quella grigia è l'orizzonte degli eventi.

Tuttavia, appena viene allo scoperto (si fa per dire) l'orizzonte degli eventi, la materia che sta costruendo il buco nero subisce la stessa deformazione temporale di quella che in seguito formerà il disco di accrescimento. In particolare, quella più lontana dall'orizzonte viaggerà a 45° rispetto al nostro tempo, mentre quella più vicina si piegherà di meno. Ne consegue che se il buco nero si forma oggi, nel nostro futuro potremo vedere contemporaneamente sia la luce che proviene dagli strati più interni della stella che sta collassando, sia quella che proviene dagli strati esterni del disco di accrescimento; in altre parole, passato remoto e passato prossimo esistono contemporaneamente. Teniamo anche conto, che a mano a mano che la luce si "piega" tende sempre più verso lunghezze d'onda maggiori fino a scomparire alla vista: non solo l'orizzonte è nel nostro futuro più lontano, ma la sua luce sarebbe comunque invisibile.

Spero che questa rappresentazione piuttosto "forzata" riesca a spiegare meglio cos'è un buco nero e cosa vediamo (o non vediamo) attorno a lui.