Scegli un oggetto qualsiasi nell’universo e probabilmente sta ruotando. Gli asteroidi rotolano da una parte all’altra, i pianeti e le lune ruotano sui loro assi e persino i buchi neri ruotano.
Per tutto ciò che ruota, esiste un limite massimo entro il quale può ruotare. Il buco nero nella nostra galassia ruota approssimativamente a questa velocità massima.
Per oggetti come la Terra, la velocità massima di rotazione è determinata dalla loro gravità superficiale. Il peso che sentiamo mentre siamo sulla Terra non è dovuto solo alla gravità terrestre.
La gravità ci spinge verso il centro del nostro universo, ma anche la rotazione terrestre tende ad allontanarci dalla Terra. Questa forza “centrifuga” è molto piccola, ma significa che il tuo peso all’equatore è leggermente inferiore a quello al Polo Nord o Sud.
In una giornata di 24 ore, la differenza di peso tra l’equatore e il polo è solo dello 0,3%. Ma il giorno di 10 ore di Saturno significa che la differenza è del 19%. Tanto che Saturno si piega leggermente verso l’esterno all’equatore.
Ora immagina un pianeta che ruota così velocemente che la differenza è del 100%. A quel punto la forza gravitazionale e centrifuga del pianeta all’equatore scomparirà.
Se il mondo girasse più velocemente, andrebbe in pezzi. Probabilmente volerebbe via a una velocità di rotazione più lenta, ma questa è chiaramente la velocità di rotazione massima.
Per i buchi neri le cose sono un po’ diverse. I buchi neri non sono oggetti con una superficie fisica. Non è fatto di un materiale che possa volare via. Ma hanno ancora un tasso massimo di turnover.
I buchi neri sono caratterizzati dalla loro enorme gravità, che distorce lo spazio e il tempo attorno a loro. Tuttavia, l’orizzonte degli eventi del buco nero rappresenta il punto di non ritorno per gli oggetti vicini Non è una superficie fisica.
Inoltre, la rotazione del buco nero non è determinata dalla rotazione della massa fisica, ma dalla deformazione dello spaziotempo attorno al buco nero. Quando oggetti come la Terra ruotano, ruotano leggermente lo spazio attorno a sé. Questo è un effetto noto come Tirare il telaio.
La rotazione del buco nero è determinata dall’effetto della resistenza del telaio. I buchi neri ruotano senza la rotazione fisica della materia. Solo una struttura spazio-temporale deformata. Ciò significa che esiste un limite superiore a questa rotazione dovuto alle proprietà intrinseche dello spazio e del tempo.
Nelle equazioni della relatività generale di Einstein, lo spin di un buco nero è misurato da una quantità nota come a, che deve essere compresa tra zero e uno. Se il buco nero non ha spin, allora a = 0, mentre se ha spin massimo, allora a = 1.
Questo ci porta a un nuovo studio sulla rotazione del buco nero supermassiccio nella nostra galassia. Il team ha esaminato le osservazioni radio e nei raggi X del buco nero per stimarne la rotazione.
Poiché la struttura dello spazio-tempo viene avvicinata al buco nero, gli spettri della luce proveniente dalla materia vicina risultano distorti. Monitorando l’intensità della luce a diverse lunghezze d’onda, il team è stato in grado di stimare la quantità di rotazione.
Ciò che hanno scoperto è che il nostro buco nero ha un valore compreso tra 0,84 e 0,96, il che significa che ruota a una velocità incredibile. Nella gamma superiore della rotazione nominale, ruoterà approssimativamente alla velocità massima.
Questo è superiore al coefficiente di rotazione del buco nero in M87, che si stima sia compreso tra 0,89 e 0,91.
Questo articolo è stato originariamente pubblicato da L’universo oggi. Leggi il Articolo originale.
