08/06/21

Dobbiamo aver paura dei buchi neri? *

Questo articolo è una delle tante "ciliegine cosmiche" che potete gustare QUI

 

Eccovi una piccola e semplice "ciliegina" per sfatare il terrore che i buchi neri incutono su molte persone.

Quello che capita vicino a un buco nero è veramente impressionante, come ci mostrano anche le stelle troppo avventurose che si spingono nelle loro vicinanze. Oltretutto è ben difficile vederli, soprattutto se sono a dieta e non hanno il ben noto disco di accrescimento che li fa individuare anche da molto lontano. Pensiamo, allora, di stare facendo, in un futuro che molti si augurano vicino, un viaggio di esplorazione nella nostra galassia (tanto per cominciare...). Gli astronauti dovranno veramente vivere l'incubo di trovarsi, senza essersene accorti, troppo vicini al "cannibale dello spazio" per riuscire a fuggire utilizzando i motori di bordo? Saranno veramente a rischio di finire "spaghettizzati"?

Rappresentazione artistica della c.d. SPAGHETTIFICAZIONE, ovvero quel fenomeno che si ritiene accada a corpi che si avvicinano alla singolarità centrale del buco nero a causa della diversa forza gravitazionale a cui sono soggette le due estremità del corpo. In questo caso i piedi dell’astronauta sono soggetti ad una forza gravitazionale più intensa rispetto a quella a cui è soggetta la testa (forza di marea), quindi i piedi sono attratti dal buco nero più velocemente della testa e l’astronauta viene stiracchiato come uno spaghetto.

La risposta è NO! I rischi sono veramente ridicoli e non c'è nemmeno bisogno di scomodare Einstein e la sua Relatività Generale: basta e avanza Newton!

In realtà, la risposta l'avevamo già data, quasi completamente, QUI, ma vale la pena fare qualche piccolo conto in più per scacciare del tutto la paura...

Rispondiamo prima a una domanda estremamente ovvia: "Abbiamo forse paura di trovarci a una distanza quasi costante di 150 milioni di chilometri dal Sole?" Beh... direi proprio di no, non solo perché ci si vive benissimo, ma anche perché non è nemmeno molto difficile andarsene verso lo spazio interstellare e lasciare il campo gravitazionale solare.  Lo abbiamo già fatto con le sonde Pioneer e Voyager...

E, allora, tanto per quantificare il problema in un modo comprensibile a tutti, possiamo stabilire che non ci sarebbe nessun pericolo nel passare ad una distanza pari ad una Unità Astronomica da una stella come il Sole. Trasformiamo questa distanza in qualcosa di più "stellare", ossia parliamo di Anni Luce. Il conto è presto fatto: la distanza media dal Sole è di circa otto minuti luce. Una quantità ridicola se confrontata con le distanze medie tra le stelle.

Facciamo anche un'altra ipotesi, non certo sconvolgente: l'astronave deve essere insensibile alle radiazioni della stella... ma questo è un problema di carattere ben più generale che sorge quando si viaggia senza scudo magnetico e... atmosferico. Dobbiamo assumerlo come superato. Occupiamoci, perciò, solo della forza di gravità, quella che impone la massima attenzione per non finire nelle "fauci" di un  buco nero stellare.

La forza di gravità newtoniana è data da:

F = GMm/r2

Analizziamola velocemente...

G è una costante universale, m è la massa dell'astronave, r è la distanza tra l'astronave e la stella, M è la massa della stella...

Applichiamola al Sole, scegliendo come unità di misura la massa e del Sole e l'Unità Astronomica. La formula diventa:

FS = G ·1 · m/12 = G m

Calcoliamo adesso la forza di gravità per un buco nero stellare. Stiamo anche sul "grande" e consideriamolo pari a 10 masse solari, ossia la sua massa (MBN) è uguale a 10. Ricordiamoci, nuovamente, che Newton aveva dimostrato che la forza non cambia assolutamente se concentriamo tutta la massa del Sole e/o della stella in un solo punto, ossia il baricentro. In altre parole, poco importa quale sia veramente il raggio della stella: ciò che importa per stabilire il vero pericolo gravitazionale è la distanza r dell'astronave dal centro di massa della stella o buco nero che sia.

FBN = G · 10 · m/r2

Per essere sicuri di non correre alcun pericolo basta uguagliare le due forze gravitazionali: se non ci spaventava quella dovuta al Sole non DEVE spaventarci nemmeno quella dovuta al buco nero...

FS = FBN

G m = G m · 10/r2

semplificando...

r = √10 ∼ 3.2 Unità Astronomiche.

Il che vuol dire che basta passare a 3.2 · 8 = 25.6 minuti luce dal buco nero per non sentire nessun effetto diverso da chi sta sulla Terra. 25.6 minuti sono veramente un niente rispetto a un anno luce che equivale a circa 525 600 minuti. Riassumendo, il rischio di imbattersi in un buco nero stellare è veramente bassissimo, anche se non facessimo niente per riuscire a individuarlo.

La faccenda non cambierebbe poi di molto se passassimo ai buchi neri galattici. Intanto sapremmo molto bene dove si troverebbero e potremmo stare molto attenti nel programmare il viaggio. Inoltre, la distanza di pericolo è veramente ridicola rispetto alle dimensioni delle galassie che li contengono. I facili conti li lascio a voi...

P.S.: Le  cose cambierebbero un po' se volessimo infilarci dentro un ammasso globulare o se accettassimo l'idea di buchi neri primordiali ancora esistenti...

 

L'ipotetico nono pianeta potrebbe essere un buco nero di dieci centimetri (e, se così fosse, chissà quanti altri potrebbero essercene sparsi per il Cosmo!). Ne parliamo QUI.

2 commenti

  1. Marco

    Le sonde Wiking sono andate su Marte. Penso che si volesse alludere alleVoyager:

    https://it.wikipedia.org/wiki/Programma_Viking

    https://it.wikipedia.org/wiki/Programma_Voyager

  2. Grazie Marco, hai assolutamente ragione! Niente da fare... sto perdendo la testa... :(

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