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Poiché la luce è la cosa più veloce conosciuta nell’universo e non può sfuggire a un buco nero, vuol dire che in un buco nero c’è una forza più veloce della luce?
A rigor di termini, la “gravità” è solo il nome che diamo a tutti i fenomeni associati allo spaziotempo curvo, quindi non c’è alcun senso in cui si muove la gravità.
Le onde gravitazionali si muovono alla velocità della luce.
Esiste un modo significativo per descrivere un sistema di coordinate tale che lo spazio-tempo del buco nero all’interno dell’orizzonte scorre più veloce della luce e esattamente alla velocità della luce sull’orizzonte ed è chiamato il river model.
Nota importante: non misuriamo MAI LOCALMENTE la luce in movimento a velocità diverse da c.
Andiamo in dettaglio con le risposte alla domanda:
Risposta breve: sì. Quel “potere” è la gravità.
Risposta lunga: no. “Velocità” non è un potere (mi dispiace Flash). Raggiungi la velocità introducendo una forza su un oggetto, come spingere una palla o accendere il motore di un razzo.
Quello che succede in un buco nero è un mistero, dal momento che nulla lo fa uscire per raccontare la storia, ma in termini semplici questo è quanto:
“Luce” è un mucchio di pacchetti di energia chiamati fotoni, che viaggiano attraverso lo spazio. Ci sono cose che accadono quando un fotone colpisce un’altra particella, ma in generale la luce viaggia con una velocità assoluta costante. Questo non cambia in circostanze normali.
La spiegazione della gravità in base alla teoria della relatività dice che le curve di massa spazio-tempo sono come un foglio di gomma e gli oggetti che attraversano lo spazio in una linea retta sembrano seguire un percorso curvo. È un’immagine potente, e l’esempio del Black Hole il punto principale è che la curvatura dello spazio influisce sul percorso che la particella che si muove attraverso di essa sembra prendere. Un esempio di vita reale dell’impatto dello spazio curvo su oggetti in movimento rettilineo è il percorso aereo che prende il sopravvento sulla superficie curva della Terra (sorry Flat Earth Society). Il percorso più breve tra due punti è la linea retta, ma su una superficie curva non è possibile. Se si confronta la distanza più breve su una mappa tra Mosca e Il Cairo, per capire gli aeroplani quale percorso debbano prendere, vedrete che il percorso dell’aereo sembra curvo, mentre invece volano in linea retta.
È possibile che una massa curvi lo spazio a sufficienza, che gli oggetti che lo attraversano sembrino effettivamente seguire un percorso circolare, tornando allo stesso punto. Questo in realtà accade a OGNI oggetto che curva lo spazio: le curve di massa della Terra ci circondano al livello, che l’ISS rimane in orbita.
Questo ci porta alla velocità di fuga. La velocità di un oggetto nello spazio curvo influisce sul percorso visibile che attraversa. Se la velocità è piccola (ad esempio un saltatore con l’asta che salta), prenderai un percorso curvo che ti farà colpire l’oggetto. Se la tua velocità è alta, come il razzo che trasporta le sonde Voyager, passi attraverso la curvatura, e anche se la tua direzione cambierà rispetto alla massa che hai passato, lascerai l’oggetto. Se la tua velocità è esattamente giusta, come ISS, resterai in un’orbita stabile. (Se sai che l’ISS è un cattivo esempio di decadimento dell’orbita a causa di altri fattori, prendi la Terra attorno al Sole come esempio migliore).
Il motivo per cui abbiamo qualcosa come un buco nero è che la massa non ha un limite assoluto teorico, mentre la velocità lo ha. Gli oggetti con una densità abbastanza grande possono curvare lo spazio attorno a loro in modo sufficiente che la velocità richiesta perché qualcosa passi attraverso di essa superi la velocità della luce. E dal momento che ha un massimo, nulla sfuggirà: e nasce un buco nero.