Spesso i buchi neri vengono illustrati nel caso non rotante, in quanto più semplici da spiegare. Ma nella realtà essi ruotano.

L’attuale miglior teoria della gravitazione, ovvero la Relatività Generale, pubblicata nel 1916 da Albert Einstein, prevede l’esistenza dei buchi neri cosiddetti rotanti, che in effetti osserviamo. Non solo. La stessa teoria distingue tra quelli elettricamente carichi e scarichi, ma nel prosieguo ci limiteremo a considerare solo l’ultimo caso. Vediamo quindi come e perché i buchi neri scarichi ruotano.

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Quali sono le differenze tra buchi neri rotanti e non

Rappresentazione artistica di un buco nero supermassiccio in rotazione e circondato da un disco di accrescimento. Crediti: ESA/Hubble, ESO, M. Kornmesser.

Conviene prima ricordare il concetto di momento angolare. Tralasciando per ora la definizione formale e più generale, avrai già imparato a scuola che il momento angolare è una quantità che in qualche modo caratterizza la rotazione di un corpo: per esempio, rispetto a un certo sistema di riferimento, una trottola ferma ha mometo angolare totale nullo; quando è in rotazione, invece, questa quantità diventa diversa da zero. In particolare, quando non vi sono forze esterne in grado di cambiare lo stato di rotazione della trottola, il momento angolare totale si conserva.

Torniamo ai buchi neri e consideriamone i più comuni, ovvero quelli formati dal collasso gravitazionale di una stella. È verosimile che quest’ultima, prima di collassare, ruotasse. Proprio come la trottola rotante, quindi, possiamo asserire che anche la stella possedeva un momento angolare non nullo. Assumendo che essa fosse isolata durante il collasso, segue che il momento angolare dev’essersi conservato: così il buco nero formatosi possiede lo stesso momento angolare della stella prima che collassasse. In questo contesto, però, ciò non vuol dire che il buco nero ruoti nel senso classico del termine, come fanno le stelle e le trottole. La rotazione di un buco nero si manifesta in modi che non ci sono per nulla familiari.

Innanzitutto, a differenza del caso non rotante, la singolarità (una zona con densità infinita dove si concentra tutta la materia) di un buco nero scarico rotante è un anello anzichè un punto. Tale singolarità può essere circondata, inoltre, da un massimo di due orizzonti degli eventi (confini dai quali nulla può uscire), invece di uno solo. Per di più, nei pressi di un siffatto buco nero un corpo verrebbe come ‘trascinato’ a ruotare attorno a esso. Il tutto è poi circondato dalla cosiddetta ergosfera, ovvero una zona in cui, per opporsi al suddetto trascinamento, bisognerebbe superare la velocità della luce nel vuoto (il che è impossibile). Insomma, adesso hai un motivo in più per tenerti alla larga dai buchi neri.

Fonte: Princeton University Press.

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