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Buchi neri · PBH
Buco nero primordiale
Nato nel primo secondo dell'universo, e forse ancora qui.
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Che cos'è un Buco nero primordiale?

Un buco nero primordiale si sarebbe formato nella prima frazione di secondo dopo il Big Bang, quando l'universo era abbastanza denso perché semplici fluttuazioni di densità collassassero direttamente in buchi neri — senza alcuna stella. Nessuno è stato confermato, ma restano una delle questioni aperte più interessanti della cosmologia.

Ogni altro buco nero ha una soglia minima di massa fissata dalla fisica stellare: servono almeno alcune masse solari di nucleo collassato. I buchi neri primordiali non hanno quella soglia. Nati dal collasso di regioni sovradense dell'universo primordiale, potrebbero in linea di principio coprire un intervallo enorme, da ben al di sotto della massa di un asteroide fino a migliaia di masse solari, con orizzonti da più piccoli di un atomo a chilometri.

Ciò li rende candidati per la materia oscura. Una popolazione di buchi neri primordiali di massa asteroidale sarebbe invisibile, gravitazionalmente corretta e fatta di nulla di esotico. Gran parte dell'intervallo di masse possibile è stata chiusa dalle osservazioni — survey di microlensing, la radiazione cosmica di fondo, la sopravvivenza degli ammassi stellari — ma una finestra attorno a 10^17 - 10^22 chilogrammi resta ostinatamente aperta.

Portano inoltre con sé un orologio incorporato. Stephen Hawking mostrò nel 1974 che i buchi neri irradiano, con una temperatura inversamente proporzionale alla massa, quindi quelli piccoli evaporano. Un buco nero formato con circa 10^12 chilogrammi starebbe finendo di evaporare proprio ora, in un lampo di raggi gamma. Le ricerche di esattamente quella firma finora non hanno dato nulla. Il modello mostra l'aspetto di un oggetto senza disco di accrescimento: pura geometria, visibile solo come un buco nel cielo che curva attorno a sé la luce delle stelle.

Formato< 1 s dopo il Big Bang
Intervallo di massa10^-8 - 10^5 M(sole)
ConfermatiNessuno finora
In sintesi
Massa
10^-8 - 10^5 M(sole)
Raggio
dall'atomo al chilometro
Temperatura
Bagliore di Hawking
Durata di vita
fissata dalla massa
Domande frequenti

Che cos'è un buco nero primordiale?

Un buco nero ipotetico formatosi nelle condizioni estremamente dense dell'universo primordiale, entro il primo secondo dopo il Big Bang, anziché dal collasso di una stella. Nessuno è stato confermato.

Potrebbero essere la materia oscura?

Forse. Gran parte dell'intervallo di masse è stata esclusa dal microlensing e da altre osservazioni, ma una finestra attorno alle masse asteroidali resta praticabile ed è oggetto di verifiche attive.

Che cos'è la radiazione di Hawking?

Una debole emissione termica prevista da Stephen Hawking nel 1974, derivante da effetti quantistici all'orizzonte degli eventi. La sua temperatura è inversamente proporzionale alla massa, quindi i buchi neri piccoli evaporano mentre quelli grandi sono di fatto eterni.

Quanto impiega un buco nero a evaporare?

Il tempo scala con il cubo della massa. Uno di circa 10^12 chilogrammi evapora all'incirca nell'età attuale dell'universo; uno di massa stellare impiegherebbe dell'ordine di 10^67 anni, ben più a lungo di quanto l'universo sia esistito.

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