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Nulla è più strano di un buco nero. Il cadavere oscurato di un ex sole da cui nemmeno la luce può sfuggire, si forma un buco nero quando una stella massiccia e morente si accartoccia sotto la propria gravità. Si restringe fino a quando tutta la sua massa è contenuta in un punto infinitamente denso, chiamato singolarità. La sua gravità è così intensa, se qualcosa si avventura all’interno di un confine invisibile attorno alla singolarità, chiamato orizzonte degli eventi, non può sfuggire.

Appena fuori l’orizzonte degli eventi vortica materiale ad alta temperatura-il disco di accrescimento — in attesa di “cadere” nel buco nero come l’acqua a spirale in uno scarico. Il disco emette raggi X, una forma di luce ad alta energia, perché la materia si muove così velocemente che il suo attrito genera molto calore. Getti di energia e materia, le cui formazioni rimangono un mistero, possono allungarsi dal disco di accrescimento per centinaia di migliaia di anni luce.

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Spingendosi contro l’orizzonte degli eventi, un anello di fotoni circonda il buco nero. Questo anello di luce, chiamato l’orbita circolare stabile più interna, delinea il bordo del buco nero come un occhio di bue. E dal suo punto morto, il buco nero evapora energia chiamata radiazione di Hawking, causando il tutto a ridursi sempre leggermente e lentamente. Miliardi o trilioni di anni dopo la sua nascita, il buco nero evaporerà completamente.

Spaghettification

All’inizio, galleggi spensierato nello spazio-tempo, avvicinandoti gradualmente a un buco nero. Il rimorchiatore gravitazionale sui tuoi piedi non è molto diverso da quello sulla tua testa.

Mentre ti avvicini, la gravità del buco nero diventa fastidiosa. Perché le scarpe sono 5 o 6 piedi più vicini, si sentono più della sua trazione prima.

Il buco nero presto tira i piedi molto più difficile rispetto al resto di voi. Cominciano ad allungarsi dai polpacci.

Quella sensazione di disagio cresce mentre sei infilato in un filo sottile o spaghettificato. Fine dei giochi, amico.

Chi risolverà il paradosso dell’informazione?

Quando un oggetto attraversa l’orizzonte degli eventi in un buco nero, non può mai tornare fuori — esso, e tutte le informazioni sulla sua identità, sono intrappolati per sempre. Ma i buchi neri evaporano lentamente mentre perdono radiazioni Hawking nello spazio. Quindi, quando scompaiono, cosa ne sarà delle informazioni intrappolate all’interno? La meccanica quantistica dice che tali informazioni non possono mai essere distrutte. Ecco come quattro diversi fisici hanno cercato di risolvere questo cosiddetto paradosso dell’informazione.

Leonard Susskind(Linda A. Cicero/Stanford News Service)

Leonard Susskind, Informazioni StationInstitution: Stanford UniversityYear: 2008Known per: Co-creazione di stringa theoryIdea: Nel suo libro ” Il Buco Nero della Guerra, Susskind, dice la fisica quantistica impone che rimane informazioni sul buco nero s edge, anche se l’oggetto cade in. Stephen Hawking lo ha combattuto, dicendo che le informazioni sono sparite per sempre, quindi la meccanica quantistica deve essere viziata.

Joseph Polchinski(Sonia Fernandez/UCSB foto)

Joseph Polchinski, FirewallInstitution: Università di California, Santa BarbaraYear: 2012Known per: Scoprire le D-brane, spiegando che le D-brane sono (una teoria delle stringhe cosa)Idea: una Volta che il buco nero ha perso circa la metà di se stesso per la radiazione di Hawking, l’orizzonte degli eventi non è più possibile immagazzinare abbastanza informazioni codificate per raccontare la storia di ciò che è all’interno. Dopodiché, nulla può entrare o le sue informazioni andranno perse e la singolarità si scontra essenzialmente con l’orizzonte degli eventi. Un” firewall ” — un muro di particelle energetiche nate dalla collisione — si trova quindi appena fuori dall’orizzonte, incenerendo tutto ciò che cerca di attraversarlo.

Gerard ‘t Hooft(Utrecht University)

Gerard ’t Hooft, Hidden CodeInstitution: Utrecht UniversityAnno: 2015noto per: Vincere il premio Nobel per la Fisica nel 1999Idea: ’t Hooft ha elaborato l’idea di Susskind. Mentre l’oggetto si avvicina al bordo del buco nero, il campo gravitazionale di quest’ultimo cambia. Ciò sposta la radiazione di Hawking in uscita in un modo che codifica le informazioni sull’oggetto.

Stephen Hawking, HologramsInstitution: Cambridge UniversityAnno: 2015noto per: Inventare la radiazione di Hawking, essendo Stephen HawkingIdea: Dopo aver sostenuto per anni che le informazioni sono distrutte, il famoso fisico ha cambiato la sua melodia. L’anno scorso, ha detto che un oggetto 3-D lascia un timbro 2-D-un ologramma-sull’orizzonte degli eventi mentre entra. Mentre la radiazione di Hawking viaggia fuori, un’impressione dell’identità dell’oggetto è impressa sull’ologramma.

Come vedere un buco nero

Roen Kelly/Discover Magazine

Proprio come i pianeti orbitano attorno al sole, le stelle orbitano attorno al buco nero centrale della nostra galassia, Sagittario A* (pronunciato “Una stella”). Gli scienziati della University of California, Los Angeles, hanno guardato la loro danza maypole per più di 20 anni.

Sagittarius A * ha recentemente cercato di distruggere un oggetto misterioso. Nel 2011, gli astronomi hanno scoperto G2, che pensavano fosse una nube di gas, in rotta di collisione con il centro galattico. Credevano che il buco nero avrebbe strappato G2 a parte prima di mangiarlo. G2 ha spaghettify un po’, ma ha tenuto insieme e ha continuato sul suo cammino. Gli scienziati ora credono che i gas mantelli una stella segreta, la cui gravità mantenuto le nuvole al sicuro dal totale annientamento.

Non tutte le stelle sono così fortunate. Nell’ottobre 2015, gli astronomi hanno visto un buco nero supermassiccio nella galassia PGC 043234-a 290 milioni di anni luce di distanza-tagliare una stella, scavarla nel disco di accrescimento e poi mangiarla per il pranzo spaziale.

Oltre i buchi neri

Roen Kelly/Discover Magazine

Mentre abbiamo solide prove che i buchi neri esistono, molti dei dettagli rimangono sfocati, lasciando aperte strane porte di possibilità. Sulla fine speculativa dello spettro si trova lo strano mondo di wormhole e buchi bianchi.

I wormhole, chiamati anche Ponti Einstein-Rosen, sono scorciatoie tra due luoghi nello spazio. In questo scenario, dopo aver inserito un buco nero, tu (o i tuoi resti spaghettificati) entrate in un “tunnel” e uscite molti anni luce di distanza attraverso un buco bianco, l’opposto di un buco nero. Mentre un buco nero è come l’Hotel California-è possibile il check — in, ma non si può mai lasciare-è possibile lasciare un buco bianco, ma mai il check-back in. Sono matematicamente possibili, ma nessuno ha mai trovato prove di un verme o di un buco bianco. Poi di nuovo, il loro scopritore non potrebbe mai tornare a raccontarcelo.

Buchi neri sul grande schermo

Una scena del film “Event Horizon”. Paramount / Courtesy Everett Collection

CHIUDI: Il fisico Kip Thorne ha lavorato con i produttori di Interstellar per rendere la visualizzazione dei buchi neri più scientificamente accurata di sempre. I personaggi hanno ottenuto fantasiosamente vicino senza essere spaghettified, però.

UNA SORTA DI: In Thor del 2013: Il mondo Oscuro, elfi oscuri hanno bombe buco nero che frusta una singolarità, schiacciando i nemici e poi li succhia in. Mentre questo è ciò che accadrebbe se una bomba buco nero è andato fuori nelle vicinanze, bombe buco nero non sono reali.

NIENTE AFFATTO: nel film Event Horizon del 1997, un’astronave con lo stesso nome cerca di viaggiare in tutto l’universo creando buchi neri. Invece, scivola in una “dimensione di puro caos”, causando l’equipaggio a mutilarsi a vicenda. Non vi è, ad oggi, alcuna prova che i buchi neri portino a dimensioni di puro caos.

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