AstroPulse & buchi neri primordiali
Titolo originale: "Primordial Black Holes"
Traduzione in italiano di Bruno Moretti Turri IK2WQA
Pubblicazione a cura di SETI ITALIA G. Cocconi
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Un obiettivo di Astropulse è scoprire mini buchi neri che stanno evaporando a causa della "radiazione di Hawking".
Questi mini buchi neri si sarebbero formati durante il big bang, diversamente dai buchi neri attualmente noti.

Cos'è un buco nero?

Quando una stella enorme finisce il combustibile, collassa e poi esplode in una supernova.
Quello che rimane è un massiccio ma relativamente piccolo oggetto chiamato buco nero.


Per avere un'idea sulla densità di un buco nero: il Sole ha un raggio di 700.000 km. Un buco nero "pesa" tanto quanto la massa del Sole stipata in un raggio di 3 km. Potendo riempire una tipica lattina da bibita (12 oz = 33 cl) con la materia del buco nero, la lattina peserebbe 7 miliardi di tonnellate, pressocché tanto quanto il peso dell'acqua del Lake Superior (Lago Superiore). Nota*

Forse il fatto più famoso sui buchi neri è ciò che li rende "neri": a causa della forte gravità, nulla, neanche la luce, può scappare dall'interno di un buco nero.
In altre parole la velocità di fuga da un buco nero è più grande della velocità della luce.
 
Cos'è la velocità di fuga? È la velocità alla quale devi lanciare qualche cosa per farla scappare da un pianeta o da una stella. (Trascurando l'attrito dell'aria.) La velocità di fuga della Terra è 11,2 km/s, approssimativamente 40.000 km/h.

Potendo andare in qualche modo dentro un buco nero, e lanciando un lampo di flash fuori nello spazio, la luce non riuscirebbe a scappare, precipiterebbe di nuovo nel buco nero. Quindi un buco nero non irradia mai luce.
È questo che lo rende "nero", così non può essere visto al telescopio...
si mescola con il buio dello spazio intorno a lui. 
 
Radiazione di Hawking
 
... almeno, questo è ciò che gli scienziati pensavano. Ma l'astrofisico Stephen Hawking formulò una teoria per la quale i buchi neri irradierebbero un piccolo ammontare di luce e materia nello spazio. Questo accade a causa di particelle virtuali che appaiono e scompaiono nel vacuum. "Vacuum" (in latino: vuoto) è la parola che gli scienziati usano per descrivere lo spazio più vuoto possibile, senza particelle, polvere, gas, luce o qualsiasi altra cosa. Ma risulta che anche un vacuum non è veramente vuoto. Non contiene particelle ordinarie, ma contiene particelle "virtuali" che appaiono dal nulla e poi scompaiono prima di avere un'opportunità di andare dovunque o fare qualsiasi cosa. Le particelle virtuali sono create a coppie: una particella virtuale è fatta di materia (es. un elettrone), e l'altra di antimateria (es. un positrone). 
 
Secondo Stephen Hawking, è possibile per particelle virtuali create fuori della superficie di un buco nero, che una delle due particelle precipita nel buco nero e l'altra scappa. Questo processo prende materia dal buco nero, e gli permette di andarsene sotto forma di particelle che scappano. 
 
Risulta che i buchi neri più piccoli irradiano più dei grandi buchi neri. Un buco nero con la massa del Sole irradierebbe un ammontare trascurabile di energia; ci vorrebbero 7 × 10³³ (7 con 33 zeri) di tali buchi neri per uguagliare una lampadina da 60 watt. D'altra parte un "piccolo" buco nero di un miliardo di tonnellate (la massa della Grande Muraglia Cinese) emetterebbe 300 milioni di watt. Col tempo, questa radiazione causerebbe il restringersi del mini buco nero, e più si restringe, più fortemente irradia. Dopo miliardi di anni, finalmente irradierebbe via tutta la sua massa, evaporando improvvisamente. 
 
Noi speriamo che questa evaporazione produca onde radio che Astropulse possa scoprire.
L'evaporazione non creerebbe radio onde direttamente. Invece, creerebbe una palla infuocata in espansione di altamente energetici raggi gamma e particelle. Questa palla infuocata interagirebbe col campo magnetico circostante generando onde radio. 
 
Nascita di un buco nero  

Da dove viene un mini buco nero? Nessun buco nero conosciuto è piccolo.
Infatti, tutti i buchi neri noti si sono creati in uno dei seguenti due modi.

In primis, possono derivare dal collasso dell'esplosione di supernova di una grande stella. Una stella collassa molte volte nella sua vita, ogni volta bruciando un nuovo genere di combustibile. Inizialmente, una stella brucia idrogeno in una reazione di fusione nucleare, trasformando l'idrogeno in elio. Il calore di questa reazione non permette alla stella di crollare sotto il suo stesso peso. Quando l'idrogeno è finito, la stella si contrae e diviene più calda, finché fa caldo abbastanza per bruciare l'elio. Ogni volta che la stella usa un nuovo genere di combustibile, crolla ulteriormente finché può bruciare il prossimo genere di combustibile. Quando la stella ha usato tutto il suo combustibile, può finire come una stella nana bianca, o può esplodere a supernova e finire come una stella di neutroni o un buco nero. I buchi neri sono il risultato di processi da 4 a 16 volte la massa solare. 
 
In secundis, i grandi buchi neri possono essere il risultato di fusioni di buchi neri più piccoli. Il buco nero al centro della Via Lattea è di 4 milioni di masse solari. I buchi neri nelle altre galassie possono essere molto più massicci.  
 
Questi processi lasciano spazio solamente alla creazione di buchi neri di massa stellare o maggiore. Ma si è suggerito che piccoli buchi neri si potrebbero essere creati all'inizio dell'universo, durante il big bang. Se ciò fosse vero, è probabile che alcuni di quei mini buchi neri stiano evaporando adesso! Poichè sarebbero stati creati all'inizio dell'universo, sono stati chiamati buchi neri primordiali, ed Astropulse tenta di scoprirli. 


Nota* La densità di un buco nero dipende da come si calcola il suo volume. Il calcolo della lattina presume che il buco nero si estenda al suo orizzonte degli eventi, la "superficie" alla quale la velocità di fuga uguaglia la velocità della luce. È probabilmente meglio dire che un buco nero è una singolarità, intendendo che la sua massa è concentrata in un solo punto (di volume zero) al centro. Da questo punto di vista, la densità del buco nero è infinita! 


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