Enrico Corsaro
24-09-2014, 17:36
8473
SOMMARIO: Secondo due lavori recenti, uno già pubblicato su Physics Letters B (clicca QUI (http://arxiv.org/abs/1406.1525) per la prestampa elettronica) dalla professoressa Mersini-Houghton, ed uno seguente da poco inserito ma ancora in revisione (clicca QUI (http://arxiv.org/abs/arXiv:1409.1837)) sempre della Mersini-Houghton ma in collaborazione con Harald P. Pfei ffer (un esperto in relatività numerica) sembra dimostrare una alternativa molto interessante e matematicamente solida (a detta della principale autrice) per superare il decennale problema conflittuale tra la Meccanica Quantistica e la Relatività Generale nel caso dei Buchi Neri. Il lavoro è puramente di natura teorico-computazionale e vede la risoluzione delle Equazioni di campo di Einstein con l'aggiunta dell'effetto quantistico apportato dalla cosiddetta radiazione di Hawking (http://it.wikipedia.org/wiki/Radiazione_di_Hawking), una radiazione teoricamente emessa dei BH e la cui esistenza è stata dimostrata da S. Hawking nel 1974, ma che ad oggi non ha ancora avuto evidenze osservative chiare.
In breve, i Buchi Neri potrebbero non esistere affatto (o meglio dire, non essere necessari da contemplare) secondo queste nuove soluzioni. Il motivo è legato proprio all'effetto quantistico della radiazione di Hawking, che sarebbe responsabile di far evaporare (ovvero svanire) il Buco Nero secondo quanto fin'ora teorizzato. Quello che accadrebbe secondo questi nuovi risultati è che la stella, in una fase di rapido collasso verso la singolarità a causa della condizione di massa del nucleo superiore al limite di Tolman-Oppenheimer-Volkoff (TOV) (http://it.wikipedia.org/wiki/Limite_di_Tolman-Oppenheimer-Volkoff), una volta arrivata ad avere un raggio vicino a quello di Schwarzschild (al di sotto del quale andrebbe a costituire un Buco Nero) inizia ad emettere una intensa radiazione di Hawking, perdendo massa rapidamente e arrestando il collasso per mancanza di energia gravitazionale. Il collasso così arrestato viene addirittura invertito causando un rigonfiamento della stella con una conseguente evaporazione totale (o esplosione). In tal modo all'atto pratico, la stella non raggiunge mai l'orizzonte degli eventi (nè lo supera), nè tantomeno si riduce mai ad una singolarità nello spazio-tempo, quindi per definizione il Buco Nero non è più una soluzione necessaria da considerare.
CONTESTO SCIENTIFICO: Il problema decennale dei Buchi Neri è legato al fatto che essi costituiscono un formidabile terreno di studio per testare i limiti di due grandi teorie che stanno alla base della nostra comprensione dell'interno Universo, ovvero la Meccanica Quantistica (legata allo studio dell'infinitamente piccolo) e la Relatività Generale (legata invece alo studio dell'infinitamente grande). Queste due teorie riescono ad oggi a spiegare una enormità di fenomeni osservati e non vanno normalmente in conflitto per tutto ciò che è ordinario, poichè le loro sfere di azione sono molto differenti. Tuttavia esistono dei casi limite nella fisica che vedono queste due teorie agire contemporanemente ma purtroppo, andare in profondo conflitto. Sono proprio questi casi però quelli di fondamentale importanza per capire cosa non va nelle teorie e dove eventualmente porre rimedio. I BH rappresentano uno di questi casi limite (l'altro caso è legato al problema cosmologico della singolarità iniziale o Big Bang). Il problema è talmente controverso da aver dato luogo ad una serie di paradossi, tra cui in particolare il paradosso dell'informazione (http://it.wikipedia.org/wiki/Paradosso_dell%27informazione_del_buco_nero) e quello del muro di fuoco (firewall) (http://astronomicamens.blogspot.be/2013/01/il-muro-di-fuoco-un-nuovo-paradosso-sui.html) per un BH.
Le soluzioni presentate nel nuovo lavoro in oggetto sono in linea di principio di notevole importanza perchè consentirebbero di rimuovere dei grossi conflitti fra le due teorie alla base del meccanismo, tra cui ad esempio:
Non si porrebbe più il problema della singolarità, non contemplabile secondo la Meccanica Quantistica
Non si andrebbe più contro la perdità di informazione (quindi la violazione del principio di unitarietà della Meccanica Quantistica)
Non esisterebbe più un orizzonte degli eventi, che costituisce di per sè una barriera spazio-temporale che blocca la connessione causale fra eventi al suo interno con quelli al suo esterno, oltre che costituire un orizzonte ad infinito redshift.
Il risultato applicato, se verificato per i BH, potrebbe avere implicazioni importanti anche per la non-esistenza di una singolarità iniziale (Big Bang), anch'essa in conflitto con la Meccanica Quantistica. Il risultato ottenuto è piuttosto generale e vale per stelle di qualunque massa atte a formare un BH.
Ci sono tuttavia elementi non ben discussi, o non affatto trattati, tra cui il motivo per cui questi oggetti (che comunque che siano BH o meno esistono) non sono osservabili se non in maniera indiretta.
SOMMARIO: Secondo due lavori recenti, uno già pubblicato su Physics Letters B (clicca QUI (http://arxiv.org/abs/1406.1525) per la prestampa elettronica) dalla professoressa Mersini-Houghton, ed uno seguente da poco inserito ma ancora in revisione (clicca QUI (http://arxiv.org/abs/arXiv:1409.1837)) sempre della Mersini-Houghton ma in collaborazione con Harald P. Pfei ffer (un esperto in relatività numerica) sembra dimostrare una alternativa molto interessante e matematicamente solida (a detta della principale autrice) per superare il decennale problema conflittuale tra la Meccanica Quantistica e la Relatività Generale nel caso dei Buchi Neri. Il lavoro è puramente di natura teorico-computazionale e vede la risoluzione delle Equazioni di campo di Einstein con l'aggiunta dell'effetto quantistico apportato dalla cosiddetta radiazione di Hawking (http://it.wikipedia.org/wiki/Radiazione_di_Hawking), una radiazione teoricamente emessa dei BH e la cui esistenza è stata dimostrata da S. Hawking nel 1974, ma che ad oggi non ha ancora avuto evidenze osservative chiare.
In breve, i Buchi Neri potrebbero non esistere affatto (o meglio dire, non essere necessari da contemplare) secondo queste nuove soluzioni. Il motivo è legato proprio all'effetto quantistico della radiazione di Hawking, che sarebbe responsabile di far evaporare (ovvero svanire) il Buco Nero secondo quanto fin'ora teorizzato. Quello che accadrebbe secondo questi nuovi risultati è che la stella, in una fase di rapido collasso verso la singolarità a causa della condizione di massa del nucleo superiore al limite di Tolman-Oppenheimer-Volkoff (TOV) (http://it.wikipedia.org/wiki/Limite_di_Tolman-Oppenheimer-Volkoff), una volta arrivata ad avere un raggio vicino a quello di Schwarzschild (al di sotto del quale andrebbe a costituire un Buco Nero) inizia ad emettere una intensa radiazione di Hawking, perdendo massa rapidamente e arrestando il collasso per mancanza di energia gravitazionale. Il collasso così arrestato viene addirittura invertito causando un rigonfiamento della stella con una conseguente evaporazione totale (o esplosione). In tal modo all'atto pratico, la stella non raggiunge mai l'orizzonte degli eventi (nè lo supera), nè tantomeno si riduce mai ad una singolarità nello spazio-tempo, quindi per definizione il Buco Nero non è più una soluzione necessaria da considerare.
CONTESTO SCIENTIFICO: Il problema decennale dei Buchi Neri è legato al fatto che essi costituiscono un formidabile terreno di studio per testare i limiti di due grandi teorie che stanno alla base della nostra comprensione dell'interno Universo, ovvero la Meccanica Quantistica (legata allo studio dell'infinitamente piccolo) e la Relatività Generale (legata invece alo studio dell'infinitamente grande). Queste due teorie riescono ad oggi a spiegare una enormità di fenomeni osservati e non vanno normalmente in conflitto per tutto ciò che è ordinario, poichè le loro sfere di azione sono molto differenti. Tuttavia esistono dei casi limite nella fisica che vedono queste due teorie agire contemporanemente ma purtroppo, andare in profondo conflitto. Sono proprio questi casi però quelli di fondamentale importanza per capire cosa non va nelle teorie e dove eventualmente porre rimedio. I BH rappresentano uno di questi casi limite (l'altro caso è legato al problema cosmologico della singolarità iniziale o Big Bang). Il problema è talmente controverso da aver dato luogo ad una serie di paradossi, tra cui in particolare il paradosso dell'informazione (http://it.wikipedia.org/wiki/Paradosso_dell%27informazione_del_buco_nero) e quello del muro di fuoco (firewall) (http://astronomicamens.blogspot.be/2013/01/il-muro-di-fuoco-un-nuovo-paradosso-sui.html) per un BH.
Le soluzioni presentate nel nuovo lavoro in oggetto sono in linea di principio di notevole importanza perchè consentirebbero di rimuovere dei grossi conflitti fra le due teorie alla base del meccanismo, tra cui ad esempio:
Non si porrebbe più il problema della singolarità, non contemplabile secondo la Meccanica Quantistica
Non si andrebbe più contro la perdità di informazione (quindi la violazione del principio di unitarietà della Meccanica Quantistica)
Non esisterebbe più un orizzonte degli eventi, che costituisce di per sè una barriera spazio-temporale che blocca la connessione causale fra eventi al suo interno con quelli al suo esterno, oltre che costituire un orizzonte ad infinito redshift.
Il risultato applicato, se verificato per i BH, potrebbe avere implicazioni importanti anche per la non-esistenza di una singolarità iniziale (Big Bang), anch'essa in conflitto con la Meccanica Quantistica. Il risultato ottenuto è piuttosto generale e vale per stelle di qualunque massa atte a formare un BH.
Ci sono tuttavia elementi non ben discussi, o non affatto trattati, tra cui il motivo per cui questi oggetti (che comunque che siano BH o meno esistono) non sono osservabili se non in maniera indiretta.