Cosa vedremmo se ci tuffassimo in buco nero? La video-simulazione a 360° della NASA

Una nuova simulazione video, realizzata con il supercomputer Discover della NASA, ci mostra in maniera estremamente dettagliata e scientificamente accurata che cosa vedremmo durante un ipotetico viaggio verso un buco nero supermassiccio, penetrando attraverso il suo disco di accrescimento e il suo orizzonte degli eventi, cioè il confine “di non ritorno” superato il quale è impossibile uscire dal buco nero, fino a dentro l'orizzonte degli eventi. L'incredibile dettaglio della simulazione è stato ottenuto grazie ai 129.000 processori di Discover e delle sapienti mani di Jeremy Schnittman e Brian Powell del Goddard Space Flight Center. Nella fattispecie, sono stati riprodotti due diversi scenari di un “volo” intorno ad un buco nero supermassiccio con una massa circa 4,3 milioni di volte quella del Sole, simile a Sagittarius A*, il buco nero al centro della Via Lattea del quale abbiamo recentemente ottenuto una prima immagine. Nel primo scenario, la “telecamera” precipita oltre l’orizzonte degli eventi, nel secondo invece si limita a sfiorarlo per poi allontanarsi.

In entrambi i casi, ad apparirci per primo è il disco di accrescimento attorno al buco nero, ossia il materiale in orbita attorno al buco nero a velocità tali da riscaldarsi ed emettere luce, che così perde energia e viene “inghiottito” dall’orizzonte degli eventi. Questo disco è ciò che vediamo brillare nelle celebri immagini di buchi neri recentemente rilasciate dal progetto Event Horizon Telescope (nello specifico M87* e Sagittarius A*), e ci appare deformato, addirittura “piegato” dall'enorme gravità del buco nero. Il materiale in orbita nel disco si sta avvicinando o allontanando da noi nelle varie zone del disco a seconda del suo verso di rotazione. Per via di un effetto della relatività di Albert Einstein, la luce emessa dal disco ci apparirà più o meno intensa nelle regioni che ruotano verso di noi o in direzione opposta. In queste regioni si trovano anche i cosiddetti anelli di fotoni, composti dai fotoni (cioè particelle di luce) che stanno orbitando intorno al buco nero per via dell'estrema curvatura dello spaziotempo in quelle regioni. Procedendo verso l’orizzonte degli eventi, questi anelli diventano sempre più sottili, all’aumentare nel numero di orbite percorse dai fotoni per arrivare così vicino alla sua superficie.

Ed eccoci finalmente giunti all’orizzonte degli eventi. La scelta di un buco nero supermassiccio non è casuale: un buco nero più piccolo e di massa inferiore, come i buchi neri di origine stellare, determinerebbe delle forze mareali molto più intense, che disintegrerebbero qualsiasi telecamera ben prima di raggiungere l’orizzonte degli eventi. Sempre per effetto della relatività, in questa fase il tempo percepito dalla telecamera si discosta sempre più dal tempo di chi osserva: la telecamera impiega circa tre ore a cadere sull’orizzonte degli eventi, ma la dilatazione del tempo data dalla gravità implica che in realtà un ipotetico osservatore sulla Terra la vedrebbe rallentare a tal punto da non raggiungere mai l’orizzonte degli eventi. Una volta superata questa superficie, la gravità è così intensa da intrappolare definitivamente tutto ciò che è stato attratto al suo interno, incluse le onde elettromagnetiche, e dunque la luce, creando una regione dalla quale è impossibile comunicare con l’esterno. La telecamera non può quindi più inviare sulla Terra le immagini che sta riprendendo, ma continua a venir raggiunta dalla luce proveniente dall’esterno, per qualche secondo, prima di venire infine distrutta dalla forza di gravità.

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