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I buchi neri spiegati ai bambini!

i buchi neri spiegati per i bambini

Come meglio affermato da Einstein, "Se non riesci a spiegarlo a un bambino di 6 anni, non lo capisci tu stesso”. In questo articolo esamineremo tutto ciò che devi sapere per spiegare i buchi neri a bambini di tutte le età. 

Gravità

La gravità è una delle forze fondamentali del nostro Universo. È ciò che ci tiene sulla Terra, ciò che mantiene la Terra nel nostro sistema solare e ciò che mantiene il nostro sistema solare nella nostra galassia. Qualsiasi oggetto che abbia massa ha gravità, tu, io, i tuoi animali domestici, i pianeti, le stelle, tutto! La forza dell'attrazione gravitazionale di un oggetto dipende da quanto è pesante.

Ad esempio, la Terra è molto pesante, quindi ha un'attrazione gravitazionale più forte di te e me. Anche se l'attrazione gravitazionale terrestre è forte, possiamo comunque evitarla. Possiamo saltare da terra e sfuggire alla sua attrazione per alcuni istanti, possiamo lanciare un aereo in aria e abbiamo persino lanciato completamente astronavi dalla Terra.

Più qualcosa è leggero, più facilmente può sfuggire a un'attrazione gravitazionale. Immagina di provare a lanciare una pallina da tennis in aria rispetto a una palla da bowling. Entrambi sono possibili, ma la pallina da tennis richiederà molto meno sforzo per essere lanciata, questo perché pesa meno e quindi la gravità terrestre ha un effetto minore sulla pallina da tennis rispetto alla pallina da bowling.

La cosa più leggera nel nostro Universo è la luce. La luce delle stelle, del Sole, delle lampadine, viaggiano tutti sotto forma di minuscole particelle chiamate fotoni. I fotoni hanno peso zero. Questo rende facile per loro sfuggire a quasi ogni attrazione gravitazionale. Tranne uno, l'attrazione gravitazionale di un buco nero. 

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Cosa sono i buchi neri?

cosa sono i buchi neri

Un buco nero è un oggetto nello spazio che è così pesante e ha così tanta gravità che nemmeno la luce può sfuggire alla sua presa. Questo è il modo in cui un buco nero prende il nome, senza luce che fuoriesce, sembra solo nero. I nostri occhi vedono un oggetto quando la luce di quell'oggetto raggiunge i nostri occhi. Se nessuna luce può raggiungere i nostri occhi, sembra semplicemente nera. 

Di cosa sono fatti i buchi neri?

Tutto nell'Universo è composto da minuscole particelle chiamate materia. Un buco nero ha così tante particelle così vicine che è molto pesante. Pensa a una pallina da tennis e una palla da baseball, hanno all'incirca le stesse dimensioni, ma la palla da baseball pesa più della pallina da tennis. Questo perché il baseball ha più particelle di materia rispetto alla pallina da tennis. I buchi neri hanno la maggior quantità di materia smossa negli spazi più piccoli del nostro Universo. 

Quanto sono pesanti i buchi neri?

I buchi neri sono suddivisi in quattro gruppi in base a quanto pesano, buchi neri in miniatura, buchi neri stellari, buchi neri intermedi e buchi neri supermassicci. I buchi neri in miniatura pesano meno di 3 volte il peso del nostro Sole, mentre i buchi neri supermassicci pesano da milioni a miliardi di volte il peso del nostro Sole. Gli astronomi credono che ci sia un buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia. Altri buchi neri più piccoli possono essere trovati ovunque in una galassia. 

Quanto sono grandi i buchi neri?

Un buco nero stellare peserà circa 20 volte tanto quanto il nostro Sole, ma è largo solo 10 miglia. Il nostro Sole è largo 865,370 miglia. Come può qualcosa che è più piccolo del nostro Sole, pesare tanto più del nostro Sole? Ricordi la materia? È per questo. Un buco nero ha più materia stipata insieme in un'area più piccola. Il buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia, la Via Lattea, pesa 4.3 milioni di volte il peso del nostro Sole ed è largo 14.6 milioni di miglia. Di seguito è riportato un esempio di quanto possano essere grandi i buchi neri. 

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Da dove vengono i buchi neri?

Per capire prima da dove provengono i buchi neri, dobbiamo capire cos'è una stella. Una stella è fondamentalmente una gigantesca palla di gas e fuoco. Il nostro Sole è una stella. Sembra diverso dalle stelle che vedi nel cielo notturno perché siamo così vicini al nostro Sole. Le stelle vivono vite molto lunghe ma alla fine muoiono e smettono di fare luce. Alcune stelle esplodono quando muoiono. Altre stelle sono così pesanti che implodono o crollano su se stesse. Ecco come si formano i buchi neri. Quando la stella pesante collassa su se stessa, schiaccia tutta la sua materia in uno spazio molto piccolo. Questo è il buco nero.  

Il nostro sole diventerà un buco nero?

No, il nostro Sole non è abbastanza pesante da crollare su se stesso. Se ricordi dall'alto, abbiamo detto che i buchi neri più piccoli sono ancora tre volte il peso del nostro Sole. 

Quanti buchi neri ci sono?

Ci sono miliardi di buchi neri nel nostro Universo! Troppi da contare. Gli astronomi prevedono che ci sia un buco nero supermassiccio al centro di ogni galassia. Il buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia si chiama Sagittario A*. 

Possiamo vedere i buchi neri?

Tecnicamente non possiamo mai vedere il buco nero stesso. La luce che proviene dagli oggetti ed entra nei nostri occhi è il modo in cui vediamo le cose, quindi se un buco nero intrappola tutta la luce, non possiamo vederla. Allora come facciamo a sapere che è lì? Ricordi la gravità? La gravità di un oggetto abbastanza pesante influisce sul modo in cui si muovono gli oggetti intorno ad esso.

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Poiché i buchi neri hanno così tanta gravità, possono influenzare i pianeti e le stelle che li circondano. Gli astronomi osservano come i pianeti e le stelle si muovono e interagiscono tra loro e con molta matematica fantasiosa, possono determinare non solo se c'è un buco nero ma anche dove si trova quel buco nero.

Non solo la gravità di un buco nero influenza le cose pesanti che lo circondano, ma anche le cose leggere che lo circondano come gas e polvere. Poiché il gas e la polvere sono così leggeri e la gravità di un buco nero è così forte, alcuni buchi neri fanno ruotare il gas e la polvere vicini così velocemente che si riscaldano e brillano. Questo è ciò che vediamo, una massa luminosa arancione con un buco nero nel mezzo. La maggior parte delle foto dei buchi neri che vedi, sono in realtà concezioni artistiche di come pensiamo che appaiano, come quella qui sotto.

possiamo vedere i buchi neri

Questa non è una vera immagine di un buco nero; questo è ciò che l'artista e gli scienziati della NASA e del JPL pensano che potrebbe essere un buco nero molto potente. Il mondo prima immagine reale di un buco nero è stato catturato dall'Event Horizon Telescope nel 2019. Questa immagine è del buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia, la Via Lattea, visto sotto. 

mangiare collaborazione

Questa foto sembra piuttosto noiosa rispetto alla concezione dell'artista. Questo perché i buchi neri sono molto lontani da noi e i nostri telescopi non sono ancora abbastanza potenti per ottenere un'immagine chiara di un buco nero. 

I buchi neri possono morire?

Sì, alla fine i buchi neri possono morire se esauriscono il carburante per alimentarlo. I buchi neri crescono e mangiano il gas, le stelle e la polvere nelle vicinanze. Se esauriscono le cose da mangiare, inizieranno a ridursi fino a quando non salteranno via in un lampo di energia. Ma questo richiederebbe molto tempo, circa 10^100 anni. Questo è 10 volte 10, cento volte. 

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Cosa succede se cadiamo in un buco nero?

Se scegli di saltare in un buco nero, subirai quella che viene chiamata spaghettificazione. La gravità del buco nero è così forte che ti attirerebbe fino a sembrare un lungo spaghettino!

cadere in un buco nero

I buchi neri sono ancora un enorme mistero per gli astronomi, ma ora che sappiamo come trovarli, possiamo studiarli. Capire da dove provengono i primi buchi neri e come un buco nero interagisce con la galassia in cui si trova dirà molto agli astronomi sull'Universo nel suo insieme e su come cambia nel tempo. Forse un giorno costruirai un'astronave e sarai la prima persona ad avvicinarsi a un buco nero, ma non troppo!

Riferimenti

https://www.npr.org/2013/12/27/256897343/stretch-or-splat-how-a-black-hole-kills-you-matters-a-lot
https://www.discovery.com/space/the-death-of-black-holes
https://images.nasa.gov/details-PIA22085
https://eventhorizontelescope.org/blog/astronomers-reveal-first-image-black-hole-heart-our-galaxy
https://curiosmos.com/this-fascinating-video-shows-the-incredible-scale-of-black-holes/
https://www.space.com/17001-how-big-is-the-sun-size-of-the-sun.html
https://www.esa.int/kids/en/learn/Our_Universe/Story_of_the_Universe/Black_Holes

La condivisione è la cura!

Cassie Hatcher

Cassie Hatcher

Cassie apprende da sempre con la passione di comunicare la scienza di alto livello in una questione di conversazione. Ha conseguito una laurea e un master in fisica e ha scritto due tesi di astronomia, una delle quali è stata pubblicata. Ha conseguito uno stage presso il Goddard Space Flight Center della NASA nel 2016 e ha avuto la possibilità di vedere il James Webb Space Telescope mentre veniva costruito.

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