Generato in italiano con l'IA a partire dal nostro quiz inglese; le fonti rimandano a Wikipedia in italiano.
I buchi neri sono tra gli oggetti più estremi dell'universo: regioni dello spaziotempo da cui nemmeno la luce riesce a fuggire, nate dal collasso di stelle massicce o, forse, dalle fluttuazioni del cosmo primordiale. Questo quiz ripercorre la loro storia, dalla «stella oscura» di John Michell alla soluzione di Schwarzschild, dalla radiazione di Hawking alla prima immagine dell'Event Horizon Telescope. Troverai domande su fisica, astronomi e record cosmici, con spiegazioni che aggiungono sempre un dettaglio in più.
Tutte le 30 domande con risposte e spiegazioni. Gioca al quiz
Q 01In che anno Albert Einstein sviluppò la teoria della relatività generale?
1915
In precedenza Einstein aveva già dimostrato che la forza gravitazionale influenza la luce.
Q 02Come si chiama il processo con cui le forze di marea di un buco nero fanno a pezzi un oggetto?
Spaghettificazione
Il fenomeno è detto anche «effetto pasta» e precede l'arrivo alla singolarità, dove la materia viene schiacciata a densità infinita.
Q 03Come appaiono scorrere, a un osservatore lontano, gli orologi posti vicino a un buco nero?
Più lentamente
È la dilatazione temporale gravitazionale: un oggetto in caduta sembra impiegare un tempo infinito per raggiungere l'orizzonte.
Q 04Quale compatta sorgente radio al centro della Via Lattea è compatibile solo con un buco nero?
Sagittarius A*
Il disco di accrescimento che circonda questi oggetti trasforma energia gravitazionale in radiazione, spiegando la luminosità delle galassie attive.
Q 05In quale epoca si pensa che le altissime densità abbiano potuto generare i buchi neri primordiali?
Poco dopo il Big Bang
La sola densità non basta: servono perturbazioni capaci di crescere per la loro stessa gravità, perché una massa uniforme non converge.
Q 06In quale data è stata pubblicata la prima immagine di un buco nero, quello al centro di Virgo A?
10 aprile 2019
Virgo A, nota anche come M87, è una galassia ellittica supergigante osservata dall'Event Horizon Telescope.
Q 07Fino a quale elemento possono spingersi le reazioni nucleari di una stella oltre il limite di Chandrasekhar?
Il ferro
La sintesi di elementi più pesanti è endotermica: il nucleo diventa una massa inerte e nulla più si oppone al collasso.
Q 08In che anno Stephen Hawking propose che i buchi neri possano evaporare emettendo particelle?
1974
L'emissione è inversamente proporzionale alla massa ed è alla base della termodinamica dei buchi neri.
Q 09Quale sorgente di raggi X fu tra i primi candidati a buco nero individuati nella Via Lattea?
Cygnus X-1
Un buco nero non si vede mai direttamente: lo tradiscono gli effetti gravitazionali sulla materia e sulla luce nei paraggi.
Q 10In che anno Karl Schwarzschild teorizzò il buco nero in chiave relativistica?
1916
Schwarzschild arrivò al risultato esplorando alcune soluzioni delle equazioni di Einstein, pubblicate appena un anno prima.
Q 11Quale terzo parametro, con massa e carica, descrive un buco nero nel teorema dell'essenzialità?
Momento angolare
Due buchi neri con gli stessi valori di questi parametri sono, per la meccanica classica, indistinguibili.
Q 12Come si chiama la regione attorno a un buco nero rotante in cui è impossibile restare fermi?
Ergosfera
Vicino all'orizzonte il trascinamento è tale che, per stare immobile, un oggetto dovrebbe superare la velocità della luce.
Q 13Chi calcolò nel 1931 il limite di massa oltre cui un corpo di elettroni degeneri non è stabile?
Subrahmanyan Chandrasekhar
Q 21Quante masse solari ha il buco nero del quasar TON 618, il più massiccio finora confermato?
66 miliardi
Phoenix A*, nell'Ammasso della Fenice, potrebbe superare i 100 miliardi di masse solari, ma la sua massa non è confermata.
Q 22In che anno l'Event Horizon Telescope ha effettuato la sua prima acquisizione di dati?
2006
Al gruppo iniziale di osservatori si sono poi aggiunti altri centri, fino a formare una rete globale di radiotelescopi.
Q 23Chi inserì nel 1798 l'idea della stella oscura nel suo Traité de mécanique céleste?
Pierre-Simon de Laplace
L'idea di un astro capace di trattenere la luce nacque nella fisica classica del XVIII secolo, ben prima della relatività.
Eddington e Landau contestarono il risultato, convinti che una forza ancora ignota avrebbe impedito il collasso.
Q 14Quale forma assume la singolarità al centro di un buco nero rotante?
Un anello
In entrambi i casi, rotante o no, la regione singolare ha volume zero e contiene tutta la massa del buco nero.
Q 15Quale quota di idrogeno ha bruciato una stella quando le reazioni nucleari nel suo nucleo si arrestano?
90%
A quel punto la gravità prevale sulla pressione delle reazioni di fusione e comprime la massa della stella verso il centro.
Q 16Oltre quante masse solari il residuo di una stella non può più opporsi al collasso gravitazionale?
Tre
Questa soglia è nota come limite di Volkoff-Oppenheimer; al di sopra, la pressione interna diventa essa stessa sorgente di gravità.
Q 17Chi ipotizzò nel 1783, scrivendo a Henry Cavendish, una «stella oscura» da cui la luce non sfugge?
John Michell
La lettera fu poi pubblicata nei rendiconti della Royal Society: era la prima idea di un corpo invisibile per eccesso di massa.
Q 18Quando Robert Oppenheimer previde il collasso in buco nero delle stelle di neutroni più pesanti?
1939
La soglia di circa 3 masse solari oltre cui una stella di neutroni collassa porta il nome di Tolman-Oppenheimer-Volkoff.
Q 19Quante volte più massiccia del Sole deve essere almeno la stella originaria per dare un buco nero?
Dieci
Il valore tiene conto della massa che una stella perde nelle fasi finali della sua vita e dipende dai modelli di evoluzione stellare.
Q 20Quale processo consente a un oggetto di uscire dalla zona di trascinamento con più energia di quella iniziale?
Penrose
L'energia in più viene sottratta alla rotazione del buco nero, che di conseguenza rallenta.
Q 24Quante masse solari ha il buco nero stellare la cui scoperta fu annunciata su Nature nel novembre 2019?
70
L'oggetto, battezzato LB-1 B, resta un enigma: i modelli di evoluzione stellare non prevedono buchi neri stellari così pesanti.
Q 25Quale modello descrive l'orizzonte degli eventi come una superficie elastica con attrito?
Paradigma della membrana
In questo schema l'orizzonte si comporta come un sistema dissipativo, a differenza dell'elettromagnetismo, reversibile nel tempo.
Q 26Il comportamento delle onde sonore vicino a quale dispositivo è un analogo fisico del buco nero?
Ugello de Laval
A valle della strozzatura il flusso è supersonico, così il suono non può più risalire il getto: un orizzonte acustico.
Q 27A quale lunghezza d'onda ha operato l'Event Horizon Telescope per osservare il centro della Via Lattea?
1,3 mm
Corrisponde a una frequenza di circa 230 GHz, sufficiente ad attraversare le dense nubi di gas e polveri interstellari.
Q 28Chi capì nel 1933 che la singolarità al raggio di Schwarzschild era dovuta alle coordinate?
Georges Lemaître
Già nel 1924 Arthur Eddington aveva mostrato che quella singolarità spariva con un cambio di coordinate.
Q 29In quale osservatorio del MIT sono stati elaborati i dati raccolti dall'Event Horizon Telescope?
Haystack
L'analisi incrociata fu affidata a un elaboratore di circa 800 CPU collegate da una rete a 40 Gbit/s.
Q 30Chi calcolò nel 1973 la forma oblata dell'orizzonte degli eventi dei buchi neri rotanti?
Larry Smarr
Per i buchi neri statici, invece, l'orizzonte è perfettamente simmetrico: ogni punto dista ugualmente dal centro.