In che modo i buchi neri assorbono la luce?

Per rispondere a questa domanda, dobbiamo prima spiegare tre cose: 1) cos’è la luce, 2) cos’è la gravità e 3) cos’è un buco nero?

1) Cos’è la luce?

La luce è solo un tipo di energia che viaggia nello spazio. Esistono molti tipi diversi di luce che non possiamo vedere fisicamente, ma che possiamo rilevare e persino utilizzare. Ad esempio, la luce ultravioletta che proviene dal nostro sole è il motivo per cui dovresti indossare la protezione solare, in modo che la luce non danneggi la tua pelle.

È importante per noi ricordare che proprio perché la luce non ha massa, è ancora un oggetto fisico nel nostro universo, seguendo le leggi fisiche.

La cosa bella è che, non importa che tipo di luce sia, tutto segue Stesso leggi fisiche nell’universo. Una delle regole è che la luce vuole sempre viaggiare in linea retta attraverso lo spazio.

È qui che dobbiamo abbattere la gravità ora, e dai componenti dello spazio.

2) Cos’è la gravità?

La gravità è la forza che ci tiene al sicuro qui sulla Terra. Mantiene anche la Terra in rotazione attorno al nostro sole. Ma cosa causa la gravità?

Molti studiosi di storia hanno riflettuto su questa domanda e hanno escogitato ogni tipo di teoria. Ma quando Albert Einstein presentò la sua teoria della relatività generale nel 1915, cominciammo davvero a capire cos’è esattamente la gravità e come influenza il nostro universo.

Einstein aveva concluso matematicamente che noi esistiamo in qualcosa chiamato “spazio-tempo”. Puoi immaginarlo come il vero tessuto del nostro universo. Come la tela, può piegarsi e allungarsi. Mi piace immaginare lo spazio come un trampolino. Quando metti qualcosa di pesante (come una palla da bowling) al centro del trampolino, il tessuto sottostante si piega e affonda.

Ora immagina un trampolino delle dimensioni dell’universo e ci mettiamo sopra il nostro sole. La caduta sul trampolino rappresenta l’attrazione gravitazionale del sole. E possiamo farlo per ogni oggetto che ha massa.

Quando lo spazio-tempo viene piegato da questa massa, le linee che normalmente sarebbero dritte diventano leggermente curve – puoi vederlo nell’immagine qui sotto. Questo è il massimo per gli oggetti veramente massicci che chiamiamo buchi neri.

3) Cos’è un buco nero?

I buchi neri, secondo me, sono una delle cose più sorprendenti che abbiamo mai scoperto nell’universo. I buchi neri sono regioni nello spazio così dense che nulla può sfuggire da esse.

Di solito si formano quando stelle molto grandi diventano molto pesanti e collassano su se stesse. Gli astronomi credono che tutta la massa in un buco nero sia effettivamente compressa in un unico punto nel mezzo.

I buchi neri hanno una cattiva reputazione perché mangiano “qualsiasi cosa vicino a loro”, il che non è vero. I buchi neri hanno una distanza dal loro centro, che consideriamo un punto di non ritorno. Questo è chiamato l’orizzonte degli eventi.

Ma oltre questo punto, la luce e la materia possono orbitare intorno al buco nero per molto tempo.

Quindi, come può un buco nero attirare la luce?

Ora che abbiamo analizzato queste tre cose principali, possiamo rispondere alla grande domanda posta da Will: come può un buco nero attrarre la luce?

Quando la luce viaggia vicino a un buco nero, sta ancora cercando di viaggiare in linea retta. Mentre si avvicina al buco nero dove lo spazio-tempo curva, la luce seguirà quelle curve.

quando fa luce Troppo vicino Al buco nero, può essere intrappolato intorno e intorno ad esso. Questo perché il tessuto dello spazio-tempo è curvato all’estremo. Come ricorderete, la luce è davvero una cosa fisica ed è influenzata dallo spazio-tempo.

Probabilmente la parte che preferisco di questo fatto è che non si applica solo ai buchi neri.

Qualsiasi cosa con una massa sufficiente può far piegare la luce attorno ad essa, anche il nostro sole. Fu così che gli scienziati confermarono per la prima volta la teoria della gravità di Einstein Probabilmente era corretto nel 1919.

Qualcosa di veramente pesante, come un intero gruppo di galassie raggruppate insieme, può piegare molto lo spazio, funziona come una lente d’ingrandimento e Visualizza le immagini ingrandite delle stelle dietro di lui.

Sarah Webbricercatore post-dottorato, Centro di astrofisica e supercalcolo, Università di tecnologia di Swinburne

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