Commenti a: Buchi Neri - Nascita ed evoluzione

Di: Gabriella Bernardi

Gabriella Bernardi — Fri, 25 Jan 2008 14:49:34 +0000

Cara Mirza,
iniziamo dalla fine: spiegare il “come” è proprio il compito delle teorie scientifiche. Qualunque teoria scientifica fornisce una specie di “ricetta” sotto forma di modello matematico che è in grado di spiegare una certa tipologia di fenomeni. Questo è esattamente spiegare il “come”.

La Relatività appartiene ad un tipo di teorie che vanno sotto il nome di “teorie di campo” perché i modelli matematici che le descrivono sono basati su oggetti matematici chiamati .. campi!
Un altro esempio di queste teorie è la teoria classica dell’elettromagnetismo. La ricetta di queste teorie, per quel che riguarda la gravità, è quindi quella di dire che oggetti dotati di una proprietà chiamata massa generano un campo (gravitazionale), e che gli altri oggetti dotati di massa si muovono seguendo dei percorsi di “minima resistenza” in questo campo. Nella teoria dell’elettromagnetismo si usano gli stessi strumenti matematici ma si ipotizza un’altra proprietà detta “carica elettrica”.

Per quel che riguarda invece il Bosone di Higgs, questa è “tutta un’altra parrocchia”

Come esistono le teorie di campo, sono state ideate delle altre teorie dette “quantistiche” con proprietà matematiche diverse. Nel caso dell’elettromagnetismo si è riusciti a tradurre la teoria di campo nel suo equivalente quantistico, ma finora per la gravità questo giochetto non è riuscito. Una caratteristica comune di queste teorie, è di spiegare molto bene fenomeni a piccolissima scala.
Un’altra caratteristica comune è che il modello matematico che usano introduce per ogni tipo di interazione una particella “mediatrice” dell’interazione (cioè questa avverrebbe con scambi di queste particelle elementari dette “bosoni”).

Per esempio i fotoni sono le particelle mediatrici dell’interazione elettromagnetica, i bosoni W e Z (quelli per cui Rubbia ha preso il Nobel) sono quelle dell’interazione nucleare debole. La “ricetta” di queste teorie per la gravità, il loro “come”, passa perciò attraverso l’introduzione di una particella mediatrice della gravità, che viene chiamata Bosone di Higgs.

Tutto questo discorso quindi per dire che, se non si riuscisse a dimostrarne l’esistenza dovremmo quindi cambiare i nostri modelli di teorie quantistiche, ma non quello della Relatività!

Ci sarebbero molte altre cose da dire, e non ho risposto completamente alla tua domanda, ma per ora ho idea di aver fatto già abbastanza confusione!

Di: Mirza

Mirza — Thu, 24 Jan 2008 15:08:27 +0000

Ok, ammesso che si dimostri l’esistenza del bosone di Higgs… Ma se non la si dimostra? Cioè quali prove abbiamo del fatto che sia la materia ad essere responsabile dell’attrazione gravitazionale? LA relatività ci dice che massa ed energia curvano lo spazio, ma spiega anche come?

Di: Gabriella Bernardi

Gabriella Bernardi — Tue, 22 Jan 2008 19:58:33 +0000

Ciao Mirza,
la stella non è un’entità unica e indivisibile, ma è formata da tante piccole unità indivisibili (protoni, elettroni, ecc..) ognuna dotata di massa. Ciascuna di queste attrae tutte le altre e queste continuano a precipitare l’una sull’altra fino a quando non c’è qualcosa che si oppone. In una stella normale questa cosa è la pressione verso l’esterno causata dalle reazioni di fusione del nucleo della
stella, per questo quando non ci sono più reazioni la stella collassa sotto la forza gravitazionale.

Di: Mirza

Mirza — Mon, 21 Jan 2008 17:12:07 +0000

Salve, io avrei una domanda da fare. Se una stella è essa stessa responsabile di un campo gravitazionale, cioè di una curvatura dello spazio-tempo circostante, perchè ne subbisce gli effetti quando esaurisce il proprio combustibile nucleare? In altre parole, perchè si contrae su se stessa fino a diventare un buco nero, o una nana bianca ecc? Lo chiedo perchè la teoria della relatività introduce concetti come “curvatura infinita”, concetti che suonano poco convincenti. Mi chiedevo se invece non ce l’avesse la materia oscura, della quale non si sa ancora nulla, qualche responsabilità…
Grazie.

Di: Gabriella Bernardi

Gabriella Bernardi — Sun, 07 Oct 2007 11:05:12 +0000

Ciao Francesca,
scusa il ritardo con cui ti rispondo, hai sentito bene: si suppone che esistano buchi neri supermassicci al centro di diverse galassie e pure nella nostra:!:
Questo giustificherebbe dei fenomeni molto peculiari come ad esempio i Nuclei Galattici Attivi (AGN) che sono getti di materia ed energia emessi proprio dal centro di alcune galassie.
Ad ogni modo stai tranquilla, noi non corriamo rischi di essere inghiottiti dal buco nero che si trova al centro della nostra galassia perchè l’orbita del Sole non è tale da permettere che questo possa accadere

Di: Francesca

Francesca — Tue, 25 Sep 2007 18:51:43 +0000

Cara professoressa,
sono ancora 1 osservatrice romantica del cielo e una amatoriale appassionata di Astronomia.
La mia domanda riguarda sia i buchi neri che le galassie. Ho letto di recente (spero di non sbagliarmi) che sovente viene ipotizzato che nel centro di alcune galassie dell’universo risiedano dei buchi neri. Lei cosa ne pensa a riguardo? E come mai non si spende molto a parlare del centro delle galassie visto che, facendo noi parte della Via Lattea, è 1 problema abbastanza “vicino”?
Spero di non aver avanzato ipotesi troppo bizzare e surreali ma la materia dei buchi neri mi affascina come anche la formazione e la natura (anche della forma) delle galassie.
Grazie mille

Di: Gabriella Bernardi

Gabriella Bernardi — Wed, 12 Sep 2007 20:52:02 +0000

Ciao Stefano, attenzione a questi tipi di discorsi.
Quando si fanno affermazioni su fenomeni osservati, come quelli che hai nominato, occorre sempre chiarire rispetto a quale osservatore vengono riferite. Per esempio una persona che cade in un buco nero non percepisce nulla di “strano” nel suo proprio tempo, semmai sono gli “altri” che “vedono” il rallentamento del tempo.

Di: Stefano

Stefano — Mon, 10 Sep 2007 19:43:51 +0000

Se mi avvicino gradatamente all’orizzonte degli eventi il mio tempo rallenta fino a fermarsi. Trattasi di fermata relativistica indotta dal super-campo gravitazionale se non erro. Poi, credo, almeno matematicamente all’interno il tempo dovrebbe andare all’indietro ovvero dovrei ringiovanire (non fatelo sapere alle signore di mezza età!!).
Sempre analiticamente, avvicinandosi al punto di massa tendente ad infinito, il tempo dovrebbe tendere a meno infinito avvero a prima del big-bang il chè sarebbe un assurdo matematico in quanto non esiste il tempo all’indietro oltre i 15 miliardi di anni.
E’ così?

Grazie mille e mi scuso se ho tediato qualcuno dei gent.mi lettori.

Di: gabriella bernardi

gabriella bernardi — Sun, 09 Sep 2007 14:16:23 +0000

Ciao Stefano,
innanzitutto complimenti per i voti.
Purtroppo però non è come dici tu. Il nome Big Bang è fuorviante perché fa pensare ad una grande esplosione, ma questa “esplosione” non è qualcosa che è avvenuto in uno spazio già presente, riempiendolo di materia, ma qualcosa che ha creato lo spazio, il tempo (o meglio lo spazio-tempo) e la materia, tutto assieme. Per questo noi vediamo il “relitto” del Big Bang, la radiazione cosmica di fondo, dappertutto nel cielo, e se fossimo in un altro punto dell’universo vedremo esattamente la stessa cosa.
Per lo stesso motivo, l’espansione dell’Universo di cui si parla è un’espansione dello spazio stesso in cui è contenuta la materia.

I buchi vuoti di cui parli invece sono semplicemente delle zone prive di stelle, gas e anche di materia oscura.

Di: Stefano

Stefano — Fri, 07 Sep 2007 22:03:43 +0000

Buongiorno,
sono aihmé un ingegnere (ma con 30 in Fisica 1 e 2 e grande passione per la fisica in particolare della macromondo).
Mi chiedo:
Il famoso buco vuoto appena scoperto non potrebbe essere il punto in cui si é avuto il big-bang? Infatti, a mio modesto avviso, l’esplosione iniziale avrebbe dovuto fare in modo che in quel punto non rimanesse nulla per causa della super-proiezione di fotoni, quark, muoni e altri ingredientini verso l’esterno con simmetria sferica?
Grazie.