Buchi neri
I buchi neri sono uno dei fenomeni più misteriosi dell'universo. Le loro
colossali forze gravitazionali, rendendo difficile la fuga, costituiscono un grave
pericolo per i vascelli, ma sono anche fonte di insolite opportunità per gli equipaggi.
I buchi neri sono uno dei fenomeni spaziali più bizzarri e misteriosi dell'universo. Un
buco nero è una palla di materia incredibilmente densa che possiede un campo
gravitazionale così grande che nulla di tutto ciò che si è avvicinato troppo può
sfuggirgli. La Flotta Stellare ha da poco iniziato a comprendere la varietà di fenomeni
secondari associabili ai buchi neri: possono essere utilizzati come portali per accedere
ad altre dimensioni e in altri rari casi possono fungere da habitat naturale a forme di
vita aliene.
Velocità di fuga
Ogni corpo celeste possiede un campo gravitazionale. Questo significa che,
per sottrarsi alla sua attrazione gravitazionale, una nave stellare deve accellerare
allontanandosi dalla superficie ad una velocità sufficiente a superare gli effetti della
forza di gravità che la trattengono. Nel caso della Terra, un vascello che sia in grado
di raggiungere una velocità di undici chilometri al secondo può sottrarsi per sempre
alla gravità; la velocità di undici chilometri al secondo è dunque la velocità
necessaria per fuggire dal pianeta.
Le stelle hanno campi gravitazionali ben più potenti, e un vascello deve raggiungere una
velocità di fuga di gran lunga superiore. Nel 1795, il matematico Pierre-Simon Laplace si
chiede che cosa succederebbe se la massa di una stella fosse tanto grande da determinare
una velocità di fuga pari a quella della luce. In questo caso, la luce prodotta dalla
stella non sarebbe in grado di sprigionarsi dalla superficie, perciò la stessa
apparirebbe completamente oscura. A questa idea viene dato il nome di sole nero.
All'inizio del XX secolo, Albert Einstein si rende conto che niente può viaggiare ad una
velocità superiore a quella della luce; di conseguenza niente potrà mai sottrarsi
all'attrazione di un sole nero. Einstein prosegue ed elabora la Teoria Generale della
Relatività, in cui il concetto di sole nero viene ulteriormente sviluppato e perfezionato
e sarà noto nel suo tempo come buco nero.
Il sistema della propulsione di curvatura di Zefram Cochrane nel XXI secolo fa uso della
tecnologia subspaziale per aggirare i limiti di velocità previsti dalle teorie di
Einstein.
Funzione dei buchi neri
Se la Terra potesse essere compressa in una piccola sfera del diametro di
una moneta, la sua densità sarebbe sufficiente a determinare una velocità di fuga
superiore alla velocità della luce e diventerebbe un buco nero. Un altro modo di vedere i
buchi neri, senza pensare alla velocità di fuga, è immaginare il loro effetto sul continuum spazio-temporale. Lo spazio-tempo può essere descritto
come un immaginario telo di gomma con sopra tutti i corpi celesti, la cui massa deforma il
telo, creando dei pozzi gravitazionali. L'energia necessaria a sfuggire ai pozzi
gravitazionali dipende dall'inclinazione, incurvando il telo di gomma. Un buco nero curva
lo spazio in una minuscola strozzatura che scende a spirale all'infinito.
In passato si credeva che i buchi neri potessero essere corridoi verso altri luoghi ancora
sconosciuti dell'universo, ma adesso queste idee non vengono più prese in considerazione.
Esistono tre tipi di buchi neri, tutti creati in modi diversi. Il più comune è quello
che ha origine dalla fine del ciclo vitale di una stella. Infatti ogni stella con una
massa otto volte maggiore di quella del sole terrestre, è destinata a concludere il
proprio ciclo nella catastrofica esplosione di una supernova. Una supernova si verifica quando il cuore di una stella di grande massa diviene inerte e
collassa sotto il suo stesso peso, portando spesso ad un buco nero.
Il secondo tipo sono i minuscoli buchi neri primordiali creati tra i primi 10 e i primi 35
secondi successivi al "Big Bang". Sono molto più piccoli dei buchi neri
stellari, e dovrebbero essercene in relativa abbondanza. Centomila anni fa, una razza di
esseri sconosciuti raccolse alcuni di questi buchi neri usandoli come fonti di energia per
una rete di collegamento che copre metà della Galassia. La U.S.S. Voyager NCC-74656 ha
scoperto una di queste stazioni di collegamento che si avvale di una singolarità
quantica, un termine usato per descrivere un buco nero estremamente piccolo, di un
centimetro per generare quattro terawatt di energia. In un minuto, la stazione estrae
tanta energia quanta una comune stella produce in un anno.
L'ultimo tipo di buchi neri ha una massa incredibile; alcuni possiedono più di un
miliardo di volte la massa del sole terrestre. Questi buchi neri si formano al centro
della maggior parte delle galassie. Le navi della Flotta Stellare evitano il centro della
Galassia della Via Lattea, perché si pensa che ci sia questo tipo di buco nero.
L'orizzonte degli eventi
I buchi neri hanno una struttura ben preciso. L'orizzonte degli eventi è
una superficie sferica che segna il punto oltre il quale è impossibile sfuggire
all'attrazione gravitazionale, a meno di non utilizzare tecnologie subspaziali.
Nel 2371, la U.S.S. Voyager rimane intrappolata all'interno dell'orizzonte degli eventi di
una singolarità quantica di tipo 4. Le fluttuazioni gravimetriche e le distorsioni
spaziali in questa regione di spazio provocano all'equipaggio forte mal di testa, spasmi
muscolari e vertigini. La Voyager riesce a mettersi in salvo inondando lo spazio
circostante prima con particelle di curvatura e successivamente con particelle dekyon,
illuminando l'orizzonte degli eventi e mettendo in evidenza la frattura provocata al
momento del suo ingresso.
La singolarità quantica si trova al centro della sfera, delimitata dall'orizzonte degli
eventi. Si tratta di un punto di densità infinita e di dimensioni spaziali minime, un
luogo nel quale le leggi della fisica non valcono più. Una nave stellare che si imbatta
in una singolarità quantica potrebbe essere distrutta all'istante.
La maggior parte dei buchi neri ruotano, poiché le stelle che li hanno creati ruotavano a
loro volta, e un buco nero rotante trascina il continuum spazio-temporale appena al di
fuori dell'orizzonte degli eventi. Questo movimento di rotazione e torsione produce enormi
distorsioni spaziali, ed è responsabile delle fluttuazioni gravimetriche che si
incontrano nelle vicinanze dei buchi neri. La regione influenzata è conosciuta come
ergosfera.
Nel 2266, la U.S.S. Enterprise NCC-1701 si scontra inaspettatamente con una stella nera e
viene scagliata indietro nel tempo fino al XX secolo. L'analisi di questo incidente
conduce alla scoperta della cosiddetta "manovra dell'effetto fionda", nella
quale una nave stellare vola nel cuore del campo gravitazionale di una stella, fino a
sfiorarne la superficie. La manovra è estremamente pericolosa, ma nelle condizioni
appropriate permette al vascello di entrare in curvatura temporale. La Flotta Stellare è
quindi in grado di dare avvio ad un nuovo tipo di esplorazione, non soltanto nello spazio
ma anche nel tempo.
L'altro Buco Nero
Oltre ai pericolosi fenomeni celesti, esiste un altro tipo di Buco Nero:
una bevanda ferengi, così chiamata per il suo colore scuro. Nonostante lo sgradevole
odore, ma a quanto pare il sapore è tutt'altra cosa, è molto apprezzata da numerose
razze. Tra quanti hanno manifestato una preferenza per il Buco Nero figurano la Trill
Jadzia Dax ed il Capitano di una nave da carico boslic. |