From asteroids capable of destroying entire species, to gamma-ray bursts and supernovae that could exterminate life on Earth, outer space has no shortage of forces that could wreak havoc on our tiny planet. But there’s something in space that seems more terrifying than any of these – something that wipes out everything it comes near. Could the Earth be swallowed by a black hole?
Tra asteroidi in grado di distruggere intere specie, esplosioni di raggi gamma e supernove capaci di sterminare la vita sulla Terra, lo spazio è pieno di forze che potrebbero sconvolgere il nostro piccolo pianeta. Ma c'è qualcosa nello spazio che sembra più spaventoso di qualsiasi altro evento, qualcosa che spazza via tutto ciò che si trova nelle sue vicinanze. La Terra potrebbe essere inghiottita da un buco nero?
A black hole is an object so dense that space and time around it are inescapably modified, warped into an infinite sink. Nothing, not even light, can move fast enough to escape a black hole’s gravitational pull once it passes a certain boundary, known as the event horizon. Thus, a black hole is like a cosmic vacuum cleaner with infinite capacity, gobbling up everything in its path, and letting nothing out.
Un buco nero è un oggetto così denso che lo spazio e il tempo attorno vengono inevitabilmente modificati, deformati in una cavità smisurata. Niente, neanche la luce, può muoversi abbastanza velocemente da sfuggire al campo gravitazionale di un buco nero una volta superato un certo confine, noto come orizzonte degli eventi. Un buco nero è come un aspiratore cosmico con una potenza illimitata che divora tutto ciò che incontra sul suo cammino e non lascia uscire nulla.
To determine whether a black hole could swallow the Earth, we first have to figure out where they are. But since they don’t emit light, how’s that possible? Fortunately, we’re able to observe their effect on the space around them. When matter approaches a black hole, the immense gravitational field accelerates it to high speed. This emits an enormous amount of light. And for objects too far away to be sucked in, the massive gravitational force still affects their orbits. If we observe several stars orbiting around an apparently empty point, a black hole could be leading the dance. Similarly, light that passes close enough to an event horizon will be deflected in a phenomenon known as gravitational lensing.
Per stabilire se un buco nero potrebbe inghiottire la Terra, dobbiamo, per prima cosa, scoprire dove si trovano. Ma visto che non emettono luce, come possiamo farlo? Fortunatamente possiamo osservare i loro effetti sullo spazio circostante. Quando la materia si avvicina a un buco nero, l'immenso campo gravitazionale la fa accelerare ad alta velocità, provocando l'emissione di un'enorme quantità di luce. L'enorme forza gravitazionale altera anche le orbite degli oggetti troppo lontani per essere risucchiati. Se vediamo molte stelle orbitare intorno a un punto apparentemente vuoto, potrebbe essere un buco nero a condurre le danze. Allo stesso modo, la luce che passa vicino a un orizzonte degli eventi verrà curvata da un fenomeno chiamato lente gravitazionale.
Most of the black holes that we’ve found can be thought of as two main types. The smaller ones, called stellar mass black holes, have a mass up to 100 times larger than that of our sun. They’re formed when a massive star consumes all its nuclear fuel and its core collapses. We’ve observed several of these objects as close as 3000 light-years away, and there could be up to 100 million small black holes just in the Milky Way galaxy. So should we be worried? Probably not. Despite their large mass, stellar black holes only have a radius of around 300 kilometers or less, making the chances of a direct hit with us miniscule. Although because their gravitational fields can affect a planet from a large distance, they could be dangerous even without a direct collision. If a typical stellar-mass black hole were to pass in the region of Neptune, the orbit of the Earth would be considerably modified, with dire results.
La maggior parte dei buchi neri scoperti appartiene a due tipologie. I più piccoli, detti buchi neri di massa stellare, hanno una massa fino a 100 volte superiore a quella del nostro Sole. Si formano quando una stella blu consuma tutto il suo combustibile nucleare e il suo nucleo collassa. Abbiamo osservato molti di questi oggetti lontani circa 3.000 anni luce e potrebbero esserci fino a 100 milioni di piccoli buchi neri solo nella Via Lattea. Allora dovremmo preoccuparci? Probabilmente no. Malgrado la loro grande massa, i buchi neri stellari hanno un raggio di soli circa 300 chilometri, o meno, rendendo la probabilità di un impatto diretto con noi minima. Comunque, poiché i loro campi gravitazionali possono influire su un pianeta da grandi distanze, potrebbero essere pericolosi anche senza una collisione diretta. Se un normale buco nero di massa stellare passasse nella regione di Nettuno, l'orbita della Terra verrebbe modificata notevolmente, con risultati disastrosi.
Still, the combination of how small they are and how vast the galaxy is means that stellar black holes don’t give us much to worry about. But we still have to meet the second type: supermassive black holes. These have masses millions or billions times greater than that of our sun and have event horizons that could span billions of kilometers. These giants have grown to immense proportions by swallowing matter and merging with other black holes. Unlike their stellar cousins, supermassive black holes aren’t wandering through space. Instead, they lie at the center of galaxies, including our own. Our solar system is in a stable orbit around a supermassive black hole that resides at the center of the Milky Way, at a safe distance of 25,000 light-years. But that could change. If our galaxy collides with another, the Earth could be thrown towards the galactic center, close enough to the supermassive black hole to be eventually swallowed up. In fact, a collision with the Andromeda Galaxy is predicted to happen 4 billion years from now, which may not be great news for our home planet.
Comunque, visto quanto sono piccoli e quanto è grande la nostra galassia, i buchi neri stellari non sono motivo di preoccupazione. Ma dobbiamo ancora incontrare il secondo tipo: i buchi neri supermassicci. Questi hanno masse milioni o miliardi di volte più grandi di quella del Sole e hanno orizzonti degli eventi che potrebbero estendersi per miliardi di chilometri. Questi giganti sono diventati di proporzioni immense inghiottendo materia e fondendosi con altri buchi neri. Al contrario dei loro cugini stellari, i buchi neri supermassicci non vagano nello spazio. Si trovano, invece, al centro delle galassie, compresa la nostra. Il sistema solare è su un'orbita stabile intorno a un buco nero supermassiccio situato al centro della Via Lattea, a una distanza di sicurezza di 25.000 anni luce. Ma ciò potrebbe cambiare. Se la nostra galassia si scontrasse con un'altra, la Terra potrebbe essere scagliata verso il centro della galassia, abbastanza vicino al buco nero supermassiccio da esserne inghiottita. Infatti si prevede che, tra quattro miliardi di anni, possa avvenire una collisione con la galassia di Andromeda, e potrebbe non essere una buona notizia per il nostro pianeta.
But before we judge them too harshly, black holes aren’t simply agents of destruction. They played a crucial role in the formation of galaxies, the building blocks of our universe. Far from being shadowy characters in the cosmic play, black holes have fundamentally contributed in making the universe a bright and astonishing place.
Ma prima di giudicarli troppo severamente, ricordiamo che i buchi neri non sono solo agenti di distruzione. Hanno svolto un ruolo fondamentale nella formazione delle galassie, i mattoni del nostro universo. Lungi dall'essere personaggi tenebrosi nello spettacolo cosmico, i buchi neri hanno contribuito in modo fondamentale a rendere l'universo un luogo luminoso e straordinario.