Buchi neri e
relatività
Di Pietro Planezio
Quando parliamo in una conferenza divulgativa, sugli immarcescibili buchi neri, di solito il concetto che utilizziamo più facilmente, per "tagliare la testa al toro" si rifà alla velocità di fuga:
per una data massa, questa cresce con l'inverso della radice quadrata del raggio.
Se la massa è sufficiente, ed il raggio abbastanza piccolo, questa velocità può superare la velocità della luce, la più alta possibile, e niente ne può più uscire, neanche la luce stessa, quindi l'oggetto, da dovunque lo si guardi, non emetterà nulla: sarà nero!
Il concetto risulta sufficientemente chiaro, e si va avanti col discorso.
Però qualche anno fa, all'Università della Terza età, (dove arzilli pensionati vogliono spiegati con parole semplici i concetti più astrusi) un anziano signore alzò un dito, e mi disse: "ma lei, parlando della Relatività, ci ha detto che la luce viaggia sempre alla stessa velocità per chiunque, come può essere rallentata?"
Dopo esser sceso dal palco ed aver abbracciato questo allievo che mi dimostrava di aver così ben assimilato quel che gli avevo ammannito, feci le doverose precisazioni: dire che un raggio di luce che si muova "contro" un campo gravitazionale viene rallentato, è una espediente che serve solo a permetterci di andare oltre.
In realtà non viene affatto rallentato: semplicemente, il campo gravitazionale curva così intensamente lo spazio-tempo dove si muove il raggio di luce, che questo continua a "correre a perdifiato" su una scalinata che porta nella direzione sbagliata, e non arriverà mai fuori!
Un raggio di luce non rallenterà, continuerà a viaggiare alla sua velocità "c", ma la sua traiettoria nello spazio tempo anziché portarlo verso l'esterno lo porterà inevitabilmente verso il centro del Buco Nero, verso la singolarità.
Si può, volendo, dirlo anche in altro modo: il raggio di luce conserva la sua direzione nello spazio e la sua velocità, ma il tempo locale è così rallentato dal campo gravitazionale che la frequenza di vibrazione (vista, se così si può dire) da fuori, si riduce a zero, e poiché l'energia è direttamente proporzionale alla frequenza, anche l'energia diminuisce all'infinito.
In pratica esce un raggio che non porta più energia: è come se non uscisse niente.
Comunque la si metta, il comportamento tipico dei razzi che viaggiano a velocità inferiore a quella di fuga, rallentano e poi invertono la traiettoria ricadendo, è tutta un'altra cosa.
Viene usato solo per comodità.
Poi, ogni tanto, qualcuno ti dimostra che talvolta qualche dettaglio in più non è affatto superfluo.