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Un buco nero è una cosa molto strana; un residuo di una vecchia stella, ha massa ma nessun atomo. Il materiale di cui è fatto è così denso che deforma lo spazio e il tempo; nessuna materia ordinaria può sfuggire alla sua enorme attrazione gravitazionale, nemmeno alla luce. Poiché non è possibile vedere direttamente un buco nero, gli scienziati possono osservarli solo attraverso i loro effetti sulle stelle vicine.
Stella morente
I buchi neri iniziano come grandi stelle che sono circa 20 volte più grandi del sole. Le stelle sono composte da materia normale - atomi di idrogeno, elio e altri elementi - e hanno una massa equivalente a molte centinaia di migliaia di terre. Tutta questa massa produce gigantesche forze gravitazionali che vogliono distruggere gli atomi dall'esistenza. Durante la vita della stella, tuttavia, l'energia che produce spinge verso l'esterno con una forza sufficiente per controbilanciare la gravità. Quando la stella si esaurisce, esplode in una supernova, lasciando un nucleo morto all'interno di una nuvola di gas e polvere. Se il nucleo è più di 2,5 volte la massa del sole, la sua gravità gigantesca comprime i suoi atomi fino a quando tutta la materia non ha dimensioni zero. Stranamente, la massa è ancora lì, a formare il centro di un nuovo buco nero.
Densità infinita
Tutta la materia ha densità, definita come la massa di un oggetto divisa per il suo volume; le sostanze che hanno la stessa massa in dimensioni inferiori hanno una maggiore densità. Per fare alcuni esempi, l'acqua ha una densità di 1 grammo per centimetro cubo e l'osmio, l'elemento più denso, pesa 22,6 grammi per centimetro cubo. I resti stellari come le stelle di neutroni sono estremamente densi e pesano milioni di tonnellate per centimetro cubo. Queste stelle non sono composte da atomi ma particelle come elettroni e neutroni; la pressione di gravità è troppo elevata perché esistano gli atomi. Un buco nero va oltre, schiacciando persino i neutroni; la sua densità è infinita.
Velocità di fuga
Ogni stella, pianeta e luna ha una velocità di fuga che un razzo deve raggiungere per staccarsi dalla gravità dell'oggetto. Più forte è la gravità, più veloce deve andare il razzo. La velocità di fuga della Terra è di circa 40.233,6 chilometri all'ora (25.000 mph), quindi qualsiasi lancio di sonda spaziale deve muoversi più velocemente di quella velocità per raggiungere la sua missione. La velocità di fuga di un buco nero è maggiore della velocità della luce - 299.792 chilometri al secondo, o 186.000 miglia al secondo.
Raggio di Schwarzchild
Un buco nero, una puntura nello spazio con una massa maggiore del sole, è difficile da descrivere in termini ordinari. Ma i buchi neri hanno caratteristiche distintive, tra cui il raggio di Schwarzchild. Se ti avvicini a un buco nero in un'astronave, inizi a sentire il tiro della sua gravità. Mentre ti avvicini, i razzi della tua astronave devono lavorare di più per impedirti di cadere. Una volta raggiunto il Raggio di Schwarzchild, una distanza dal centro del buco nero determinata dalla sua massa, nessun razzo, non importa quanto potente, possa fuggire. Tutto ciò che è abbastanza sfortunato da attraversare questa linea immaginaria cade nel buco nero, compresa la luce.