Magari per voi la domanda e la risposta saranno banali, ma se i fotoni non hanno massa, e la forza gravità agisce proporzionalmente alla massa dei corpi, perchè anche i fotoni (che non hanno massa!) non sfuggono a un buco nero? (Luciano)
Ogni massa causa una deformazione dello spazio-tempo, come è spiegato dalla teoria della Relatività Generale di Einstein. Semplificando molto, possiamo immaginare che il buco nero distorce lo spazio fuori da sé come un imbuto, e tutto cade dentro seguendo la traiettoria della parete di questo imbuto.
Dunque, pur non avendo massa e quindi non essendo soggetti all’attrazione gravitazionale del buco nero, i fotoni che si trovano nella zona di spazio che esso ha deformato sono comunque costretti a seguire i percorsi distorti dalla sua enorme massa.
Tra l’altro questa deviazione del percorso dei fotoni dà luogo all’affascinante fenomeno delle “lenti gravitazionali” grazie a cui possiamo vedere anche oggetti che non potrebbero essere visti (perché “occultati” da altri che si frappongono tra noi e loro sulla linea di vista) se lo spazio-tempo non fosse curvato da una grande massa.
Infine, il motivo per cui non possono scappar via è la cosiddetta velocità di fuga: per fuggire da qualunque massa e dalla sua attrazione gravitazionale serve una certa velocità. Nel caso della Terra, ad esempio, vale 11.2 km/s ed è la velocità che devono avere i razzi aerospaziali per sfuggire alla sua gravità e raggiungere lo spazio. Invece nel caso di un buco nero la velocità di fuga necessaria sarebbe maggiore della velocità della luce, cioè dei fotoni stessi, indipendentemente dalla loro energia, perché tale velocità è costante, ed è un limite massimo, ovvero nulla nell’Universo ha velocità superiore alla luce. Per questo motivo, una volta entrati nell’orizzonte degli eventi, tutte le particelle ed anche i fotoni non potranno mai più uscirne.
Molte più informazioni posso essere trovate nel nostro percorso di Relatività Generale.