Buchi neri primordiali, oggetti ultra piccoli creati all’inizio dell’esistenza dell’universo

Buchi neri primordiali, oggetti ultra piccoli creati all’inizio dell’esistenza dell’universo

I buchi neri primordiali sono ipotetici buchi neri delle dimensioni di un atomo. Si sono formati durante il tempo dell’universo primordiale. Un tempo in cui il nostro universo non conteneva strutture come stelle e galassie. Un recente articolo è stato pubblicato su Geometria interessante Ci fornisce una visione unica di questi strani oggetti stellari che abitano il nostro universo.

I buchi neri sono oggetti astronomici con un forte campo gravitazionale

Questi buchi neri primordiali fanno parte della famiglia dei buchi neri. La sua esistenza fu prevista tra il 1907 e il 1915 dal famoso fisico Albert Einstein e dalla sua legge della relatività generale.

Quando una stella estremamente massiccia ha esaurito tutto il suo combustibile nucleare, fa esplodere i suoi strati esterni nello spazio in un’esplosione chiamata supernova. Quanto alla sua essenza, crolla su se stesso. Questo crea una regione infinitamente piccola chiamata singolarità. Il campo gravitazionale di un buco nero è così forte che “ingoia” tutto ciò che passa alla sua portata. Anche la luce assorbita da un buco nero non può sfuggire. Questa cosa si chiama nera perché non emette né diffonde luce. Un buco nero è caratterizzato dal suo orizzonte degli eventi, che in un certo senso è una sorta di zona di non ritorno.

Esistono diversi tipi di buchi neri. I buchi neri massicci, chiamati buchi neri supermassicci, possono avere masse che possono raggiungere miliardi di volte quella del Sole. arco a* È un buco nero supermassiccio situato al centro della Via Lattea. La sua massa è stimata in 4,152 milioni di masse solari. Situato a 13,1 mila anni luce dalla Terra, J1342+0928 è un quasar del peso di 800 milioni di masse solari. Un quasar è un buco nero supermassiccio. È circondato da un gruppo di galassie molto luminose che emettono potenti radiazioni. I buchi neri stellari sono buchi neri più comuni da 10 a 20 volte la massa del Sole. Ci saranno anche buchi neri con masse intermedie di qualche migliaio di masse solari.

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Buchi neri primordiali nati nell’universo primordiale

Gli astronomi credono anche che esista un altro tipo di buco nero. Si sono formati nell’universo primordiale a causa delle differenze nella densità della materia in un ambiente in cui la temperatura e la pressione erano estremamente elevate. Questi buchi neri primordiali sono ancora un’ipotesi per il momento. Possono avere qualsiasi blocco. Per quanto riguarda le sue dimensioni, può variare dalle dimensioni di una particella atomica a diverse decine o centinaia di chilometri. Un tale oggetto, ad esempio, può avere le dimensioni di un atomo e avere una massa di diverse centinaia di miliardi di tonnellate!

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I buchi neri evaporano nel tempo emettendo a Radiazioni di Hawking finché non se ne vanno. Infatti, l'”età” di un buco nero è proporzionale al cubo della sua massa. I più massicci sono quelli che durano più a lungo. Come le sue controparti, un buco nero primordiale perde massa ad alta velocità e alla fine evapora rapidamente.

Fino ad ora, gli astronomi non sono stati in grado di rilevare questi buchi neri primordiali. Tuttavia, gli scienziati stanno lavorando duramente su questo argomento. In effetti, alcuni credono che i buchi neri primordiali possano far parte della misteriosa materia oscura dell’universo. Avrebbe una massa sei volte maggiore della materia visibile e potrebbe costituire fino al 27% dell’universo.

Recentemente, gli astrofisici hanno ipotizzato che potessero essere rilevati utilizzando l’interazione tra questi buchi neri primordiali e le stelle di neutroni.

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Le stelle di neutroni sono oggetti molto densi

Alcune stelle di neutroni sono pulsar. Crediti: Shutterstock/Jurik Peter

Non tutte le stelle si trasformano in buchi neri alla fine della loro vita. In alcuni casi, se il nucleo che collassa su se stesso è inferiore a tre masse solari, non forma un buco nero, ma una stella di neutroni. È un piccolo corpo che concentra una massa enorme. Quindi è molto denso. Le stelle di neutroni sono gli oggetti più densi dell’universo. Se potessimo prendere un cucchiaio della sostanza di cui è composto, peserebbe milioni di tonnellate! Alcune stelle di neutroni chiamate pulsar ruotano a velocità molto elevate ed emettono potenti radiazioni in fasci stretti.

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Secondo gli astronomi, potrebbe esserci un buco nero primordiale che vaga per l’universo. Potrebbe quindi incontrare una stella di neutroni ad un certo punto. Quindi gli scienziati considerano due scenari. O il buco nero primordiale viene catturato dalla stella di neutroni, oppure quest’ultima orbita attorno alla stella di neutroni e poi continua il suo cammino. A seconda di uno qualsiasi di questi scenari, può essere generato un segnale distinto e unico. Questo segnale ad alta energia che è un gamma burst può durare da pochi millisecondi a poche ore. I rilevatori possono intercettarlo. Gli astronomi studiano questo tipo di fascio di radiazioni ad alta energia. Sarà quindi possibile testimoniare l’esistenza tangibile di un buco nero primordiale.

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