Alle origini del concetto di buco nero

Tutto nasce dall’interpretazione di cos’è esattamente la luce. Già alla fine del Diciottesimo secolo e poi successivamente nel Diciannovesimo si confrontavano due diverse teorie sulla natura della luce: una di esse, quella preferita da Newton, sosteneva che la luce era composta di particelle, mentre l’altra asseriva che era costituita da onde. Oggi sappiamo che, in realtà, entrambe queste teorie sono corrette.

La dualità onda-particella è una dei capisaldi della meccanica quantistica. Il rapporto tra gravità e luce rimaneva quindi piuttosto confuso soprattutto se si immaginava la radiazione elettromagnetica come un’onda. Se invece pensiamo alla luce come una particella appariva logico supporre che queste particelle subiscano l’effetto della gravità nello stesso modo in cui ne risentono i libri, i razzi e i pianeti. In particolare se un razzo non raggiunge la velocità di fuga questo ricade sulla terra attratto dalla forza di gravità.

La velocità di fuga di una determinata stella dipende dalla forza della sua attrazione gravitazionale: quanto più la massa di una stella è grande, tanto più elevata sarà la sua velocità di fuga. Gli scienziati però prima del 1676 ritenevano che la velocità della luce fosse infinita e quindi nessuna stella fosse in grado di “ingabbiarla”. Poi arrivò

Rømer che appunto nel 1676 dimostrò che seppur elevatissima la velocità della luce era finita e questo implicava che una stella sufficientemente grande poteva determinare una velocità di fuga superiore alla velocità della luce facendo quindi ricadere su se stessa la luce emessa attraverso i processi di fusione nucleare.

Sulla base di questo assunto, un professore di Cambridge, John Michell, scrisse nel 1783 un saggio pubblicato nelle «Philosophical Transactions of the Royal Society of London», nel quale sottolineava come una stella di massa e densità sufficientemente elevate avrebbe avuto un campo gravitazionale talmente forte che neppure la luce sarebbe riuscita a sfuggirne: ogni raggio luminoso emesso dalla superficie della stella sarebbe stato trascinato indietro dall’attrazione gravitazionale della stella stessa prima di potersi spingere molto lontano. Era l’origine del concetto di buco nero, esattamente 227 anni fa, ma si dovrà aspettare il 1969 quando l’astrofisico John Wheeler affibbiò a questo concetto l’evocativo nome di “buco nero”.

Per saperne di più:

Ole Romer e la velocità della luce