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I buchi neri sono i più grandi insiemi di energia pura e distruttiva nell’universo.

Se ti avvicini troppo, ti divoreranno e aggiungeranno la tua energia alla loro.

E così, per noi, l’energia è persa per sempre.

Oppure no? Sembra che ci sia un trucco al gioco dell’universo:

un modo per alimentare le civiltà fino alla vera e propria morte di tutto, o per costruire la più grande bomba nell’universo.

Ma come?

Non abbiamo imparato che tutta l’energia viene intrappolata per sempre nei buchi neri, persino la luce?

Questo è vero.

Tutto ciò che pensi di sapere sull’entità più strana dell’universo sta per diventare ancora più strano, per una semplice ragione:

I buchi neri girano.

Quando stelle davvero massicce muoiono, i loro nuclei collassano in buchi neri per la loro stessa gravità.

Ciò significa che qualcosa di molto grande diventa molto, molto piccolo. Come il piccolo più piccolo che ci possa essere in questo universo.

Ma le stelle ruotano, e una proprietà fondamentale del nostro universo è che le cose che girano non vogliono smettere di girare.

Lo chiamiamo momento angolare.

E questo momento angolare non può scomparire. Qualcosa di grosso che gira e diventa più piccolo, gira più velocemente.

Quindi, mentre il nucleo di una stella collassa, il suo momento lo fa girare sempre più veloce, fino al collasso in buco nero.

E il buco nero continua a girare, in modo inconcepibilmente rapido.

Alcuni di essi girano milioni di volte al secondo.

PERCHÉ I BUCHI NERI ROTANTI SONO SPECIALI

Proprio come i buchi neri non rotanti,

i buchi neri rotanti hanno un orizzonte degli eventi e una singolarità nel loro nucleo, dove tutta la loro massa è concentrata.

La singolarità viene solitamente descritta come un singolo punto infinitamente piccolo privo di area di superficie.

Ma i punti non possono ruotare, quindi una singolarità rotante non può essere un punto.

Piuttosto, è una singolarità AD ANELLO.

Una singolarità ad anello è un cerchio con spessore nullo e nessuna superficie, che ruota estremamente veloce, contenente tutta la massa del buco nero.

Il buco nero gira così velocemente, che distorce lo spazio-tempo stesso.

La sua potenza è tale da trascinare letteralmente lo spazio con sé.

Cio’ crea una nuova e super-strana regione di spazio-tempo: l’ergosfera, che avvolge il buco nero.

Se lo spazio e il tempo sono completamente infranti all’interno dell’orizzonte degli eventi, allora sono solo mezzi infranti all’interno dell’ergosfera.

All’interno dell’ergosfera, nulla ha senso.

È possibile entrarci e poi lasciarla di nuovo, ma probabilmente non è un’esperienza piacevole.

Puoi immaginarlo così: cadere in un buco nero statico è come cadere in uno scarico.

Essere dentro l’ergosfera di un buco nero rotante è come entrare in una spirale verso lo scarico mortale.

Il buco nero trasferisce la propria energia cinetica, sotto forma di rotazione, a tutto ciò che entra nell’ergosfera.

La singolarità ad anello ti fa ballare, che tu lo voglia o no.

Hai bisogno di muoverti più veloce della luce anche solo per starci fermo, il che è impossibile.

Ma ecco il nostro trucco: possiamo rubare questa energia, e c’è un sacco di energia da rubare.

COME RUBARE ENERGIA DA UN MOSTRO

Prendiamo il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea.

Potremmo rubarne tanta energia quanta ne viene emessa in un miliardo di anni da ogni singola stella della galassia messa assieme.

Il modo più semplice per rubare questa energia è, stranamente, gettare qualcosa nel buco nero.

Abbiamo visto che la singolarità ad anello esercita energia su di noi quando entriamo nell’ergosfera,

che è molto simile all’essere in un vortice, con lo spazio-tempo che ci passa velocemente intorno.

Se sei furbo, puoi usare l’acqua a tuo vantaggio e nuotare più velocemente di prima.

Nella pratica, questo significa inviare un razzo nell’ergosfera, e fare un baratto col buco nero:

Gli diamo un po’ di energia in forma di massa, ed esso ci darà un po’ della sua energia rotazionale.

Ma non è uno scambio equo: siamo noi ad ottenere la parte migliore.

Normalmente, se spari un razzo, converti l’energia chimica in energia cinetica.

Questo è come spingerti avanti in una piscina.

Ma se spari un razzo all’interno dell’ergosfera, è come spingerti avanti in una piscina ondeggiante.

L’energia rotazionale delle onde ti dà una spinta molto più forte di quella che potresti ottenere semplicemente spingendoti da solo.

La spinta dalla rotazione del buco nero è così grande che lasci l’ergosfera con molta più energia di quanta ne avevi entrandoci.

Il buco nero dà a te una piccola quantità della sua energia rotazionale, e rallenta leggermente.

Ovviamente, questo necessita di molto cibo.

Fortunatamente, i buchi neri non sono mangiatori schizzinosi.

Un’avanzata civiltà futura probabilmente raccoglierebbe asteroidi per farli cadere nel buco nero semmai avessero bisogno di una botta di energia.

Ma c’è un modo ancora migliore di ottenere energia da un buco nero, e stranamente, esso crea la bomba più grande che ogni essere vivente possa mai sperare di costruire:

LA BOMBA A BUCO NERO

Abbiamo solo bisogno dI due cose per costruire una bomba a buco nero: un buco nero che gira velocemente, e un grande specchio.

Lo specchio deve avvolgere completamente il buco nero,

il che è simile a una sfera Dyson, una mega-struttura che raccoglie l’energia di un’intera stella.

Il nostro specchio sarebbe però più facile da costruire.

Gli specchi sono semplici, e i buchi neri sono molto, molto più compatti delle stelle.

Se facessimo uno specchio spesso 10 centimetri, il metallo di un grande asteroide sarebbe probabilmente sufficiente per un buco nero con la massa del nostro Sole.

Una volta che il nostro specchio è in posizione, abbiamo solo bisogno di aprire una finestra e sparare delle onde elettromagnetiche al buco nero.

Puoi immaginare cosa succede dopo, supponendo di lanciare una palla a un muro, per poi rimbalzare più veloce di un proiettile.

Le onde colpiscono il buco nero alla velocità della luce.

Una piccola parte delle onde finisce oltre l’orizzonte degli eventi per scomparire per sempre.

Ma una quantità molto più grande penetra nell’ergosfera,

dove il buco nero dà via parte della sua energia rotazionale ad esse, amplificandole.

Ora iniziano la dispersione superradiante, che sono paroloni scientifici che significano:

“Rimbalzare intorno fra lo specchio e il buco nero e rafforzarsi.”

Ogni volta che girano intorno, si rinforzano in modo esponenziale.

Aprendo alcune finestre sullo specchio, possiamo estrarre l’energia dalle onde alla stessa velocità con cui crescono,

che noi potremmo usare, in teoria, per creare ciò che sarebbe senza mezzi termini una fonte infinita di energia per migliaia di miliardi di anni.

Oppure potremmo farlo saltare in aria.

Se le onde non vengono rilasciate, continueranno a diventare sempre più forti,

prendendo via sempre più energia dal buco nero, finché lo specchio non si frantuma.

Un buco nero supermassiccio rilascierebbe tanta energia quanto una supernova,

rendendo la bomba la più grande esplosione che ogni essere vivente possa mai creare.

L’ULTIMA CASA IN UN UNIVERSO MORENTE

Il bello della bomba a buco nero, del processo di Penrose, e della dispersione super radiante è che non sono affatto fantascienza.

Nel futuro più distante, questo potrebbe essere l’unico modo per sopravvivere nel nostro universo morente.

Dopo che tutte le nane rosse si saranno rafreddate, e tutte le nane bianche si saranno trasformate in nane nere, l’universo si oscurerà per sempre.

I buchi neri rotanti potrebbero essere le uniche fonti di energia nell’intero universo che la vita possa utilizzare.

Se è così, l’ultimo essere vivente ad esistere potrebbe un giorno terminare la sua vita attorno a un buco nero.

Che è agghiacciante e ugualmente edificante.

A quanto pare, anche senza alcuna luce, ci sono posti in cui possiamo andare.

I buchi neri sono tanto interessanti quanto misteriosi, ma in realtà c’è sorprendentemente molto che sappiamo su di loro.

Usando la matematica, possiamo fare calcoli e inventare teorie su come moriremmo se ci cadessimo dentro.

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