Troveremo mai un pianeta vicino ad un buco nero come su “Interstellar”?

Nel film “Interstellar” viene esplorato un pianeta orbitante nei pressi di un gigantesco buco nero. Situazione verosimile o pura fantascienza?

Un pianeta orbitante ad una ragionevole distanza attorno ad un buco nero potrebbe giovare della luce e del calore emessi dal disco di accrescimento per ospitare acqua liquida sulla sua superficie. Questa la teoria alla base di “Interstellar”, studiata recentemente dall’astrofisico della NASA Jeremy Schnittman.

Il film

Il pianeta di Miller, nome della prima astronauta inviata a studiarne le caratteristiche, sembrerebbe offrire all’umanità un pianeta vivibile grazie alla presenza di acqua allo stato liquido sulla sua superficie. All’arrivo di Cooper, Brand, Doyle e CASE (un robot semi senziente che assiste l’equipaggio) il pianeta si rivela essere interamente ricoperto d’acqua e assolutamente inospitale e inabitabile a causa di un distruttivo moto ondoso causato dalla forza di marea che il buco nero “Gargantua” esercita sul pianeta di Miller. L’equipaggio, durante il tentativo di recupero della navicella di Miller, viene colpito da una di queste gigantesche onde che uccide Doyle e lascia la navicella inutilizzabile a causa dei motori in avaria poiché intasati dall’acqua. Cooper riesce infine a far ripartire i motori poco prima che un’altra onda arrivi alla navicella, portando così i tre superstiti in salvo tornando all’Endurance, la stazione spaziale usata per raggiungere il pianeta e lasciato stazionare vicino ad esso durante la missione. Una volta in salvo Cooper e Brand rivedono Romilly, lo scenziato che era rimasto all’interno dell’Endurance per studiare Gargantua, decisamente invecchiato. Cooper e Brand erano infatti stati sottoposti, durante la loro missione, alla dilatazione temporale causata dal buco nero, trasformando le loro 3 ore di missione sul pianeta in una ventina d’anni all’interno dell’Endurance.

Nel film il pianeta viene quindi etichettato come inabitabile a causa del moto ondoso distruttivo ricoprente l’intera superficie. Ma ipotizzando l’esistenza di un pianeta simile, privo di onde così pericolose, e con una superficie non totalmente coperta da acqua, sarebbe possibile viverci? Questa ipotesi è stata studiata dall’astrofisico della NASA Jeremy Schnittman, il quale ha voluto indagare di più sulla possibilità di vivere nei pressi di un buco nero. Nel suo studio espone però un ostacolo del tutto inaspettato quando si parla di buchi neri: la troppa luce.

Dilatazione temporale e tamponamento elettromagnetico

Come mostrato nel film, vivere vicino ad un buco nero causa una distorsione del tempo. Secondo la teoria relatività generale più ci si trova vicino ad una massa e più il tempo scorrerà lentamente. Questo fenomeno è stato confermato sperimentalmente utilizzando due orologi atomici sincronizzati prima dell’esperimento: il primo è rimasto in laboratorio, mentre il secondo è stato posizionato all’interno di un aereo. L’orologio a bordo dell’aereo risultò essere leggermente più veloce rispetto a quello al suolo, e questo perché si trovava a distanza maggiore dalla Terra. Tale fenomeno è quindi estremamente amplificato quando la massa non è più quella di un pianeta (che nel caso della Terra corrisponde a circa 6 milioni di miliardi di miliardi di Kg) ma quella di un buco nero. Per avere un’idea, un buco nero supermassiccio, come l’M87, può avere una massa pari a 6 miliardi di masse solari (la massa del Sole è circa 1 milione di volte quella della Terra). Una massa di tali proporzioni è quindi in grado di provocare nei pianeti orbitanti attorno ad essa una dilatazione temporale enorme, capace di trasformare 1 ora passata in questo ambiente, in svariati anni sulla Terra. Ciò significa che da questo ipotetico pianeta potremmo vedere in un giorno, decenni di telegiornali in diretta, ma molto, molto brevi. Questo poiché un ricevitore piazzato sul nostro nuovo pianeta riceverebbe, in un singolo secondo, un’intera giornata di video trasmesso sulla Terra.

Questo effetto “compattante”, chiamato effetto Doppler relativistico, si verificherebbe anche con le onde elettromagnetiche mettendo a rischio il pianeta per via della luce emessa dalle stelle vicino ad esso. Come per i video trasmessi dalla Terra, la luce emessa dalle stelle verrebbe estremamente compattata: quelle che erano radiazioni nel campo del visibile si andrebbero a sommare diventando radiazioni UV o addirittura raggi X e raggi gamma, estremamente dannosi per la vita.

Rappresentazione artistica di un campo gravitazionale

I buchi neri

Per definizione un buco nero è un corpo celeste avente un campo gravitazionale così intenso da non lasciare sfuggire né la materia, né la radiazione elettromagnetica, una volta che esse superano l’orizzonte degli eventi. Questo effetto può essere spiegato anche calcolando la velocità di fuga, ossia la velocità che una particella o una radiazione deve avere per sfuggire ad un’attrazione gravitazionale. Calcolando la velocità di fuga all’orizzonte degli eventi essa risulta maggiore della velocità della luce (la quale non può essere superata né dalla materia né dalle radiazioni). Per l’oggetto massiccio al centro del buco nero, che dà quindi luogo al campo gravitazionale, è teorizzato uno stato della materia definito singolarità, cioè con caratteristiche sconosciute ed estranee alle leggi della meccanica che descrivono il comportamento della materia nell’universo a noi noto, e con una densità tendente all’infinito. L’orizzonte degli eventi è invece una superficie sferica chiusa (geometrica e puramente immaginaria) contenente l’oggetto massiccio, e che delimita la regione dello spazio nella quale si hanno tali condizioni “senza ritorno” ovvero la regione dalla quale classicamente non può uscire alcun segnale: questa superficie può essere attraversata da materia o radiazione che cada verso il buco nero, ma non nel senso opposto. Per questi motivi un buco nero non può essere direttamente osservato poiché da esso non potranno mai provenire né particelle né radiazioni elettromagnetiche, perciò la sua presenza potrebbe essere rilevata solo indirettamente, rilevando i suoi effetti sulla materia circostante, come le interazioni gravitazionali con altri corpi celesti, gli effetti sulla materia che vi precipita, o il fenomeno della lente gravitazionale. Le masse di questi corpi celesti sono molto variabili e vanno da un minimo di cinque masse solari, fino a miliardi di masse solari.

E tu che ne pensi? Faccelo sapere!

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.

%d blogger hanno fatto clic su Mi Piace per questo: