1° Forum di Astronomia Amatoriale Italiano

Un punto che non mi torna riguardo i buchi neri
Posted on 23 febbraio 2024

Quest’idea mi gira in testa da ormai troppo tempo, e non ho trovato nessun astrofisico volenteroso interessato a validarla. Per quanto mi riguarda non sono in grado di maneggiare la matematica delle equazioni della Relatività Generale, posso esporre la mia tesi solo a livello di idea. Nonostante ciò mi pare una tesi solida, e a questo punto la scrivo qui, magari in futuro la ritrovano e mi assegnano un premio postumo (o mi sbertucciano definitivamente, ma tanto a quel punto non mi interesserà più).

I Buchi Neri emergono come ipotesi dalle equazioni della Relatività Generale di Albert Einstein, e presentano caratteristiche e comportamenti molto lontani dall’esperienza comune. Una di queste caratteristiche è la cosiddetta ‘Singolarità’ centrale. In buona sostanza, tutta la materia che viene inghiottita da un buco nero continua a cadere verso il centro di gravità e si concentra in un punto di densità infinita. Questa eventualità entra in conflitto con altre descrizioni matematiche delle realtà, in primis con la Meccanica Quantistica.

Negli oggetti supermassicci l’effetto della gravità viene fermato da una delle forze che in fisica prendono il nome di ‘interazioni fondamentali’. Nella materia ordinaria è l’interazione elettromagnetica a porre un limite alla densità degli oggetti (in combinazione con la natura ondulatoria degli elettroni che occupano gli strati esterni degli atomi).

Aumentando la spinta gravitazionale, come ad esempio nelle stelle al termine della propria vita, la pressione gravitazionale è talmente forte da schiacciare gli elettroni sui protoni, dando vita alla materia collassata di cui sono composte la c.d. Nane Bianche. I singoli atomi non esistono più ma è ancora l’interazione elettromagnetica ad impedire che i protoni si uniscano tra loro.

Aumentando il peso del resto stellare l’interazione elettromagnetica non basta più, gli elettroni vengono assorbiti dai protoni generando un nucleo stellare composto essenzialmente solo da neutroni (quella che gli astrofisici chiamano, appunto, una Stella di Neutroni). In questo caso a fermare il collasso è l’Interazione Nucleare Forte.

La teoria è che con una massa sufficiente, anche l’interazione Nucleare Forte non basti a fermare il collasso, e si produca un Buco Nero. Quello che emerge sviluppando le equazioni matematiche è un paradosso, ovvero un punto centrale privo di dimensioni e di densità infinita, a cui i fisici hanno dato il nome di ‘Singolarità’.

La Singolarità non è però visibile, perché ad una tale densità il buco Nero produce una deformazione dello spaziotempo, generando il famoso ‘Orizzonte degli Eventi’, una sfera, geometrica ed immateriale, corrispondente alla distanza dal Buco Nero alla quale nulla può più uscire fuori, nemmeno la radiazione luminosa.

Come già scritto, non sono in grado di affrontare l’idea sul piano matematico, ma l’intuito mi porta a ragionare su quello che so, seguendo percorsi diversi da quelli dei grandi fisici. Una questione che pure emerge dalle equazioni di Einstein è che la gravità rallenta il tempo. Questo fatto è stato dimostrato con gli orologi atomici e svolge un ruolo chiave nella funzionalità dei dispositivi GPS, che sfruttano orologi atomici in orbita la cui posizione, più lontana dal centro di gravità terrestre di quelli al suolo, comporta che il loro tempo scorra lievissimamente più in fretta.

Avvicinandosi al Buco Nero lo scorrere del tempo rallenta ancor più vistosamente. Una delle caratteristiche dell’orizzonte degli eventi è che il tempo sulla superficie della sfera geometrica sia sostanzialmente fermo. Questa informazione l’ho ricavata da alcuni testi divulgativi. Ora, se il tempo è fermo sull’orizzonte degli eventi, deve essere altrettanto fermo al suo interno, e questo consente di evitare l’esistenza di una Singolarità.

La Singolarità, questa è la mia tesi, non può prodursi perché, per un osservatore immerso nel tempo reale, la materia in prossimità del centro gravitazionale del Buco Nero è immobile nel tempo: non può ‘cadere’. Quindi che avviene? Semplicemente, nel momento in cui si materializza un Orizzonte degli Eventi, questo funge da separatore tra uno spazio esterno, dove il tempo continua a scorrere, e uno spazio interno dove il tempo è fermo. La materia che raggiunge l’Orizzonte degli Eventi smette di cadere verso il centro, perché il suo tempo soggettivo smette di scorrere.

Osservato dall’esterno, il Buco Nero del mio modello non è distinguibile da quello ‘classico’, consistente in uno spazio vuoto con al centro una Singolarità. Risulta tuttavia composto da una serie di ‘gusci’ concentrici di materia ultradensa immobilizzata nel tempo, che quindi non va a formare una Singolarità.

Mi piacerebbe sentire il pensiero di un astrofisico capace di maneggiare le equazioni matematiche per capire se c’è un vizio logico in questa mia ipotesi, perché io non riesco a trovarne.

Lo sapete che differenza c'è tra un fisico teorico e uno scrittore di fantascienza? Che possono scrivere le stesse cose ma il fisico ci "deve" aggiungere le "formule".