La relatività
generale afferma che non si deve studiare il campo gravitazionale in quanto ogni massa modifica la geometria dello spazio-tempo.
In prossimità di un qualsiasi oggetto lo spazio si curva.
Maggiore è la massa maggiore sarà la deformazione, ossia
curvatura dello spazio. Ogni oggetto con massa genera una variazione nello spazio-tempo.
Prendiamo in considerazione l'esistenza di oggetti estremamente densi in grado di generare
un campo gravitazionale così intenso che nulla, neanche la luce sia in grado di sfuggire all'attrazione del
corpo che ha generato il campo se si trova troppo vicino ad esso.
In tale regione la radiazione, la materia o qualunque tipo di informazione non può mai fuggire.
Questa regione, chiamata buco nero, è uno dei fenomeni più entusiasmanti
della fisica teorica e forse l'oggetto più bizzarro dello spazio.
Essi sono stati implicitamente previsti dalla teoria della gravitazione di Einstein del 1915.
i buchi neri furono "scoperti' teoricamente per la prima volta da Oppenheimer e Snyder nel 1939.
Però, a causa delle loro proprietà pochissimo intuitive, i buchi neri non furono presi in seria considerazione
dalla maggior parte dei fisici e degli astronomi fino alla metà degli anni Sessanta.
Il concetto di buco nero porta alle estreme conseguenze i nostri concetti
di spazio e tempo.
Il tempo si dilata in prossimità del buco nero, si annulla all'interno dello stesso. La superficie di un buco nero è delimitata da una distanza radiale chiamata orizzonte degli eventi,
è una superficie di separazione chiusa entro la quale la velocità di fuga è maggiore della velocità della luce.
Non si possono più ricevere informazioni sul destino ultimo della stella collassata
racchiusa al suo interno. I calcoli del collasso (supposto sferico) indicano che la stella è
compressa fino a volume zero e densità infinita nel centro del buco nero, in cui forma un punto di forza gravitazionale
infinita chiamato singolarità.
Oggi gli astronomi, analizzando i residui delle supernove massicce, hanno rilevato la formazione di buchi neri. Al centro di ogni galassia si è formato un buco nero massiccio in grado di assimilare la materia delle stelle prossime.
Le galassie che collidono danno origine alla fusione dei buchi neri presenti al centro. Ultimamente si sta osservando la fusione di tre buchi neri
presenti al centro di tre
galassie che si stanno fondendo ad una distanza di un miliardo di anni luce da noi.
È quello che sta accadendo a SDSS J084905.51 + 111447.2, un sistema di tre galassie
Vicino al centro di ognuna di queste galassie c’è un buco nero supermassiccio che sta divorando materiale.
Ulteriori conferme sono arrivate da dati raccolti dal Nuclear Spectroscopic Telescope Array, o NuSTAR, e dal Large Binocular Telescope in Arizona,
dati che hanno rafforzato negli astronomi l’idea che
si tratta di tre buchi neri attivi, che entro un certo lasso di tempo si fonderanno dando origine a un gigantesco buco nero.
Grazie all'osservazione della fusione di due buchi neri abbiamo rilevato le onde gravitazionali, previste dal modello standard e mai percepite in precedenza.
