Stephen Hawking annuncia di essersi sbagliato: i buchi neri non esistono! Almeno, non esistono come li abbiamo intesi fin'ora....
QUI un'articolo in inglese. Appena posso lo traduco....;)
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Stephen Hawking annuncia di essersi sbagliato: i buchi neri non esistono! Almeno, non esistono come li abbiamo intesi fin'ora....
QUI un'articolo in inglese. Appena posso lo traduco....;)
Stephen Hawking:"Non esistono i buchi neri"
La nozione di un 'orizzonte degli eventi' da cui nulla può sfuggire, è incompatibile con la teoria quantistica, afferma il fisico.
La maggior parte dei fisici abbastanza temerari da scrivere un articolo sostenendo che "non ci sono buchi neri" - almeno non nel senso che di solito immaginiamo - probabilmente sarebbero liquidati come eccentrici.
Ma se questa affermazione che ridefinisce queste “macine cosmiche” viene da Stephen Hawking, vale la pena prenderne nota.
In un documento pubblicato online il fisico (che insegna presso l'Università di Cambridge, Regno Unito) e uno dei creatori della moderna teoria dei buchi neri, elimina la nozione di “orizzonte degli eventi” (il confine invisibile che si crede avvolga ogni buco nero oltre il quale nulla, nemmeno la luce, può sfuggire).
Al suo posto, la proposta radicale di Hawking è di un molto più benevolo "orizzonte apparente", che trattiene materia ed energia prigioniere solo temporaneamente prima di riuscire a rilasciarle, anche se in una forma più indefinita.
"Non c'è scampo da un buco nero per la teoria classica", ha detto Hawking a Nature. La teoria quantistica, tuttavia, "permette all'energia e alle informazioni di fuggire da un buco nero". Una spiegazione completa del processo, ammette, richiede una teoria che fonda con successo la gravità con le altre forze fondamentali della natura. Ma questo è un obiettivo che i fisici inseguono da quasi un secolo. "La soluzione corretta," ammette Hawking, "rimane un mistero."
Hawking ha pubblicato il suo articolo sul server di preprint arXiv il 22 Gennaio. L’ha intitolato, curiosamente, 'La conservazione di informazioni e le previsioni meteorologiche per i buchi neri', e deve ancora passare la peer review. Il documento è basato su una conferenza tenuta tramite Skype presso l'Istituto Kavli di Fisica Teorica a Santa Barbara, California, nell’agosto 2013 (guarda il video della conferenza).
Combattendo il fuoco
Il nuovo lavoro di Hawking è un tentativo di risolvere quello che è conosciuto come il “paradosso del muro di fuoco del buco nero”, che ha pungolato i fisici per quasi due anni, dopo che è stato scoperto dal fisico teorico Joseph Polchinski dell'Istituto Kavli ei suoi colleghi (vedi 'Astrofisica: Fire in the Hole! ').
In un esperimento mentale, i ricercatori si sono chiesti cosa accadrebbe ad un’astronauta che avesse la sfortuna di cadere in un buco nero.
Gli orizzonti degli eventi sono semplici conseguenze matematiche della teoria generale della relatività di Einstein, e sono stati per primi evidenziati dall'astronomo tedesco Karl Schwarzschild in una lettera scritta ad Einstein a fine 1915, meno di un mese dopo la pubblicazione della teoria.
In un primo tempo, i fisici hanno a lungo ipotizzato che l'astronauta sarebbe felicemente passato attraverso l'orizzonte degli eventi, inconsapevole della sua morte imminente, prima gradualmente tirato verso l'interno - stirato lungo il cammino come uno spaghetto - e, infine, schiacciato una volta giunto alla'singolarità', l’ipotetico nucleo infinitamente denso del buco nero.
Ma analizzando la situazione nei dettagli, la squadra di Polchinski ha realizzato con sorpresa che le leggi della meccanica quantistica (che governano le particelle su piccola scala) cambiano completamente la situazione. La teoria quantistica, dicono, impone che l'orizzonte degli eventi deve essere effettivamente trasformato in una regione altamente energetico, un 'muro di fuoco', che brucerebbe l'astronauta come un croccante.
Questo era allarmante perché, anche se il 'muro di fuoco' obbedisce alle regole quantistiche, viola la teoria generale della relatività di Einstein.
Secondo questa teoria infatti, chiunque sia in caduta libera dovrebbe percepire le leggi della fisica come identiche ovunque nell'Universo – sia che stia cadendo in un buco nero o che stia fluttuando nello spazio intergalattico vuoto. Quindi, per quanto previsto da Einstein, l'orizzonte degli eventi dovrebbe essere un luogo insignificante.
Oltre l'orizzonte
Ora Hawking propone una terza opzione, allettante e semplice. La meccanica quantistica e la relatività generale rimangono intatte, ma i buchi neri semplicemente non hanno un orizzonte degli eventi che possa prendere fuoco. La chiave per la sua affermazione è che gli effetti quantistici intorno al buco nero causano una fluttuazione dello spazio-tempo troppo selvaggia per consentire l’esistenza di una superficie con un confine netto.
Al posto dell'orizzonte degli eventi, Hawking invoca "un orizzonte apparente", una superficie lungo la quale rimarranno sospesi i raggi di luce che tentano di correre lontano dal nucleo del buco nero.
In relatività generale, per un buco nero all’equilibrio, questi due orizzonti sono identici, perché la luce che cerca di fuggire dall’interno di un buco nero può raggiungere al massimo l'orizzonte degli eventi e si ferma lì, come se fosse bloccato in corsa su un tapis roulant. Tuttavia, i due orizzonti possono, in linea di principio, essere distinti. Se il buco nero continua ad inghiottire sempre più materia, il suo orizzonte degli eventi si espanderà e diventerà più grande dell'orizzonte apparente.
Viceversa, nel 1970 Hawking ha dimostrato che i buchi neri possono ridursi lentamente, espellendo 'radiazione di Hawking'. In tal caso, l'orizzonte degli eventi potrebbe, in teoria, essere inferiore all’orizzonte apparente. Il nuovo suggerimento di Hawking è che l'orizzonte apparente sia il vero confine. "L'assenza di un vero orizzonte degli eventi implica che non esistono buchi neri - nel senso di regioni da cui la luce non può sfuggire all'infinito", scrive Hawking.
"Il quadro disegnato da Hawking sembra ragionevole", dice Don Page, fisico ed esperto di buchi neri dell'Università di Alberta a Edmonton, in Canada, che ha collaborato con Hawking nel 1970. "Si potrebbe dire che è troppo radicale proporre che non esista un orizzonte degli eventi.
Ma queste sono condizioni di quantistica estrema, nelle quali c'è ambiguità perfino su cosa sia lo spazio-tempo, figuriamoci quindi se si può dire che c'è una regione precisa che può essere contrassegnato come un orizzonte degli eventi ".
Anche se Page accetta la proposta di Hawking che un buco nero possa esistere senza un orizzonte degli eventi, si chiede se questo da solo è sufficiente per superare il paradosso del “muro di fuoco”. La presenza anche di un orizzonte apparentemente effimero, avverte, potrebbe causare gli stessi problemi di un orizzonte degli eventi classico.
Diversamente dall'orizzonte degli eventi classico, l'orizzonte apparente può eventualmente anche dissolversi. Page nota che Hawking sta aprendo la porta ad uno scenario così estremo "che qualsiasi cosa in linea di principio può uscire da un buco nero". Anche se Hawking non specifica esattamente nel suo articolo come un orizzonte apparente potrebbe scomparire, Page ipotizza che nel caso in cui si riduca ad una dimensione in cui gli effetti della meccanica quantistica e della gravità si combinano, è plausibile che possa svanire. A quel punto, ciò che è stato una volta intrappolato all'interno del buco nero potrebbe essere rilasciato (anche se non in una forma definita).
Se la teoria di Hawking è corretta, potrebbe anche non esserci una singolarità al centro del buco nero.
Al contrario, la materia sarebbe trattenuta solo temporaneamente all’interno dell'orizzonte apparente, visto che l’orizzonte apparente potrebbe gradualmente rimpicciolirsi a causa della forza di attrazione del buco nero, e non sarebbe mai abbastanza compressa verso il centro. Le informazioni contenute in questa materia non sarebbero distrutte, ma sarebbero strapazzate al punto tale che, quando vengono rilasciate attraverso la radiazione di Hawking, sarebbero in una forma molto diversa, rendendo quasi impossibile capire cos’erano una volta gli oggetti che sono stati inghiottiti.
"Sarebbe peggio che cercare di ricostruire un libro bruciato dalle sue ceneri", dice Page. Nel suo articolo, Hawking lo paragona a cercare di prevedere il meteo in anticipo: in teoria è possibile, ma in pratica è troppo difficile da fare con parecchia precisione.
Polchinski, però, vede con scetticismo l’idea che in natura potrebbero esistere buchi neri senza un orizzonte degli eventi. Il tipo di fluttuazioni violente necessarie per cancellarlo sono troppo rare nell'Universo, dice. "Nella gravità di Einstein, l'orizzonte del buco nero non è poi così diverso da qualsiasi altra parte dello spazio", dice Polchinski. "Non abbiamo mai visto lo spazio-tempo fluttuare così nelle nostre vicinanze: è semplicemente troppo raro anche su larga scala."
Raphael Bousso, fisico teorico presso l'Università di Berkeley, California, e ex studente di Hawking, dice che quest’ultimo contributo mette in evidenza come i fisici considerino "aberrante" l’idea che potenzialmente esista un “muro di fuoco”. Tuttavia, egli è anche cauto circa la soluzione di Hawking. "L'idea che non esistano punti da cui non si può sfuggire da un buco nero è in qualche modo una proposta ancora più radicale e problematica che l'esistenza “muro di fuoco” ", dice. "Ma il fatto che noi stiamo ancora discutendo tali questioni 40 anni dopo i primi scritti di Hawking sui buchi neri e delle informazioni è la testimonianza del loro enorme significato."
geniale... tu cosa ne pensi Red?
In realtà sostanzialmente non cambia nulla. La stesso Hawking dice che per essere più chiari sarebbe necessaria una teoria del tutto..e siamo al punto di partenza..:rolleyes:
Urge una sonda per testare in loco le varie teorie. Ma mi sa che dovremo attendere un bel po'.
Beh, diciamo che è un po' come nascondere la polvere sotto il tappeto. Il firewall lo crea l'esistenza dell'orizzonte degli eventi, eliminandolo si elimina il problema. E' una soluzione che si usa spesso in fisica, quando si attende una soluzione "vera" del problema, e che ha dato ottimi frutti in passato.Citazione:
Originariamente Scritto da etruscastro
Ho dato una scorsa all'articolo (due pagine in tutto), e devo dire che Hawking sembra abbastanza convinto del fatto suo.
L'idea di un'orizzonte degli eventi fluttuante e di un buco nero "vivo" mi stuzzica parecchio.
Stiamo a vedere.... ;)
Piace molto anche a me, un orizzonte statistico, ma qual'è lo "spessore" della fluttuazione?Citazione:
Originariamente Scritto da Red Hanuman
Che si sbagliava glielo fece notare L.Susskind diversi anni fa. In effetti lui lo aveva già ammesso.Citazione:
Originariamente Scritto da Red Hanuman
Questo dovrebbe essere una nuova spiegazione delle sue tesi, sulla base, appunto, di quanto discusso con Susskind a suo tempo.
Ma teniamo presente che siamo sempre in un campo puramente teorico....;)
Bah, non ci sono indicazioni nell'articolo originale. Essendo una fluttuazione quantistica, propendo per qualcosa di infinitesimale, ma comunque sufficiente. Staremo a vedere.....;)Citazione:
Originariamente Scritto da Beppe
purtroppo l'articolo e' oltre le mie possibilita'...
levando il fatto che applicando il buon senso potrei anche digerire il discorso di un confine non stabile di un buco, non capisco in realta' cosa cambia nella conoscenza sostanziale del problema della perdita di informazioni...
perche' un orizzonte con confini non definiti e' diverso da uno con confini definiti?
infondo l'informazikne e' conservata dentro il confine e il confine rimane finche rimane in vita il buco nero sia nel caso di co fine stabile che nell'altro caso...
Molto interessante, un articolo di Hawking non si può ignorare, ma, effettivamente, la situazione è molto particolare. Staremo a vedere ....
Il punto è che l'orizzonte fluttua e si modifica, ed in alcuni casi può spontaneamente ritirarsi. Ne consegue che particelle che erano al di qua dell'orizzonte degli eventi improvvisamente possono trovarsi al di là, e quindi possono fuggire dal buco nero, portando con se le loro informazioni. Tra l'altro, l'orizzonte virtuale può scomparire del tutto, e quindi il buco nero non esisterebbe più e l'informazione contenuta può liberarsi. Inoltre, la forma dell'orizzonte degli eventi a questo punto dipende da cosa c'è all'interno, e quindi... ;)Citazione:
Originariamente Scritto da alexander
grazie per la spiegazione, come dettk credo che sia al di fuori delle mie possibilita' pero' almeno adesso ho le idee piu chiare.Citazione:
Originariamente Scritto da Red Hanuman
Pero' ad esser sincero mi sembra una concezione un po' forzata, vedremo un po cosa dira' nei prossimi anni la comunita' pero' non vorrei che fosse stata una piccola provocazione per tenere acceso sui media il dibattito e mantenere un po di visibilita'...
Red ma tu che sei forte in mq che ne pensi? davvero pensi sia possibile?
Bah, di fatto è un'ipotesi sensata. Poi, non debbo certo essere io a ergermi difensore di un genio come Hawking...Citazione:
Originariamente Scritto da alexander
Ma un conto è fare un'ipotesi, un'altro avere le prove. E, per la scienza, sono solo le prove che contano....;)
Questo potrebbe interessare:
http://www.ilpost.it/amedeobalbi/201...ui-buchi-neri/
ma in sostanza cosa e' questo firewall? io pensavo che l'unica barriera fosse il fascio di luce (che ti incenerisce) che orbita a 1,5 r e non ba nulla a che fare con la mq ma solo con la gravita'....
Se mi dai un po' di tempo, ti traduco un'articolo di qualche tempo fa....;)Citazione:
Originariamente Scritto da alexander
Pessima frase, questa di Hawking, che fa davvero il paio con la particella di Dio ; d'altra parte il nostro H. non e' mai stato un chiarissimo divulgatore , secondo la mia modesta opinione.
Da un punto di vista logico-linguistico , tutte queste variazioni sul tema ''buco nero'' confermano l'esistenza del buco nero stesso : come potrebbe ''evaporare'', avere un'orizzonte o.d.e. ''firewall'', oppure un o.d.e.flutttuare ''quantisticamente'', se ab initio non esistesse ?
I piu' grandi ''esperti'' di B.H. , siano essi Hawking, Susskind, G.'tHooft ecc, tutti hanno creato il loro modello di B.H., da un abisso gravitazionale con singolarita' terminale dalle stupefacenti proprieta' di massa e densita', a un groviglio di stringhe supercompresse, ..... e ogni tanto ne modificano la definizione .
Ma fin qui ho fatto solo chiacchiere e a me piacciono anche i fatti .Ed eccone qua uno che conosco (forse anche voi ...?) almeno dal 2010; mi scuserete se vado a memoria ( non ho gli articoli sotto mano) :
da circa 30 anni gruppi di astrofisici delle frequenze minori del visibile , hanno costantemente tenuto sotto controllo stelle e altri oggetti orbitanti presso il centro galattico Sgr*A (?) . Ne hanno ricavato una marea di FOTOGRAFIE ( NON simulazioni; NON modellizzazioni, NON riscostruzioni) con le quali hanno determinato le orbite degli oggetti intorno al Sgr*A; di alcuni di essi in cosi' poco tempo ( velocita' pazzesca) hanno ottenuto l'orbita completa !! Dunque in Sgr*A, in base a elementari calcoli , c'e' una concentrazione spaventosa di massa ma sopratutto , dato che occupa un piccolo spazio, ad una densita' inimmaginabile. Questo oggetto lo potremmo chiamare anche ''Buby'' invece che ''buco nero'', magari poi evaporera', o fluttuera' quantisticamente ai suoi margini incerti o brucera' in cerchi delle streghe cosmici .....ma non possiamo dire che ora non c'e'.
Comunque, come asserisce saggiamente Red : stiamo a vedere.
Ciao
Un intervento di Balbi a Radio3 scienza in merito al recente articolo di Hawking Link
Già ero molto perplesso sul fatto che i BH evaporano. Anche perchè l'evaporazione era fornita da particella/antiparticella virtuale a cavallo dell'orizzonte degli eventi! Un pò poco per consumare un BH che contemporaneamente continua ad attrarre (red?). Io non vorrei pensar male del buon Stephen:biggrin: ma sta pubblicando un libro!!
anche a me non piace ma sull'evaporazione ha ragione.Citazione:
Originariamente Scritto da Gaetano M.
l'evaporazione e' tanto piu rapida quanto piu piccolo e' il buco.
un buco nero stellare evaporera' miliardi e miliardi di anni dopo che l'universo morira' per congelamento ma un buco nero creato da una particella (come quello che prima o poi faranno al cern) evapora subito e sara' grazie a questo fenomeno che non finiremo ingoiati dal buco nero artificiale! :)
Ho letto qualcosa di questi ipotetici "miniBH" e mi piacerebbe qualche riferimento per saperne di più.
I "mini BH" primordiali dovrebbero essersi formati nei primi istanti del Big Bang in condizioni di densità elevatissima.Citazione:
Originariamente Scritto da Gaetano M.
Tali mini buchi dovrebbero già essere evaporati da tempo secondo la teoria di Hawking. I mini BH potrebbero essere elusivi quasi come i neutrini, un mini BH di pochi grammi di massa attraverserebbe la Terra interagendo con pochissimi atomi.
secondo me per interpretare un buco nero come un oggetto contenuto all'interno del proprio orizzonte degli eventi.
ogni oggetto ha un suo orizzonte degli eventi legato alla massa.
per la terra credo siano pochi cm o metri.
se la sua dimensione andasse sotto quel determinato raggio divenrerebbe un buco nero.
lo stesso vale per una matita, jna tv o una particella.
i mini buchi neri sono solo particelle la cui dimensione e' dentro l'orizzonte.
per produrle artificialmente basta molta energia, il cern potrebbe farcela ma si dice che ce ne siano innumerevoli nell'atmosfera alta in seguito alle reazioni tra atmosfera e raggi solari.
non sono un problema perche evaporano subito...
Come già detto, per avere un buco nero è sufficiente comprimere una massa entro il suo raggio di Schwarzschild.
Il più piccolo buco nero possibile è quello che ha una massa di Planck compressa all'interno della lunghezza di Planck. La massa di Planck è pari a circa 1,2209 × 1016 TeV/c2, equivalenti più o meno a 21,76 µg; mentre la lunghezza di Planck è pari a 1,616 252 × 10-35 m circa.
Un tale buco nero, a causa della radiazione di Hawking, evaporerebbe immediatamente, emettendo un fotone (gamma) di energia pari a quella contenuta nel buco nero.
Buchi neri di ogni massa potrebbero essersi formati nelle prime fasi del Big Bang, ed i più piccoli dovrebbero essere già evaporati (quelli di massa inferiore a 1012 kg), ma ce ne potrebbero essere ancora molti altri.
La cosa buffa è che l'energia dei mini buchi neri potrebbe essere quantizzata, e che quindi a certi livelli potrebbero non essere in grado né di assorbire massa né di decadere in radiazione di Hawking.
In tal caso, il mini buco nero potrebbe non essere in grado di assorbire materia, e un'eventuale particella che lo incontrasse rimarrebbe per sempre in orbita, creando una specie di "atomo"... :shock:
Tra l'altro, un tale buco nero non potrebbe interagire con la materia se non gravitazionalmente; in tal caso avrebbe proprietà molto simili a quelle delle WIMP....:thinking:
Per finire: date le masse in gioco, non c'è nessuna tecnologia in grado di creare un mini buco nero. L'LHC raggiunge al massimo i 14 TeV, mentre occorrono energie dell'ordine dei 1016 TeV.... ;)
Come sempre mi incino e tanto di chapeau al grande RED :)Citazione:
Originariamente Scritto da Red Hanuman
Ho sempre l'impressione che ognuno guardi il suo orticello trascurando implicazioni importanti. Il campo di Higgs (e il relativo bosone) come entrano (se entrano) nella formazione di questi "mini" BH. In fondo si parla di particelle, massa e LHC che avrebbe trovato il bosone di Higgs.
questo però dovrebbe fare davvero chiarezza, almeno a me ha aiutato:
http://www.lescienze.it/news/2014/02...venti-1992502/
Anche a me !Citazione:
Originariamente Scritto da alexander
Grazie, ciao
Grazie per il post, andrò a leggermi l'articolo originale. Permettetemi però di notare un po' di malcelata invidia da parte della Hossenfelder.... Tutta questa attenzione data a Hawking, e a lei niente.... Cattivacci!:biggrin:Citazione:
Originariamente Scritto da alexander
be, parlando in termini puramente intellettuali e di percorso accademico penso che in quel versante ci son veramente poche persone che possono non essere invidiose di lui! :DCitazione:
Originariamente Scritto da Red Hanuman
comunque a me piaceva quello degli anni 80, l'ultimo hawking mi confonde tanto piu che aiutarmi...
e comunque a far mente locale adesso, leggendo l'articolo della Hossenfelder, mi e' tornato in mente l'articolo di enzo sui limiti e sull'interpretazione dei punti (o in questo caso delle singolarita') in matematica e in fisica.
il punto unidimensionale che si estrapola dalla matematica magari non ha un preciso equivalente in fisica (che presumibilmente risulta invece quantizzata) e che determina il fatto che magari l'orizzonte degli eventi che studiamo nella realta' sia solo apparentemente quello estrapolato dalla matematica...
Citazione:
Originariamente Scritto da alexander
Perfetto, concordo assolutamente.
Però anche Red ha ragione sull'invidia della Hossenfelder :biggrin:
[ Posso suggerire a tutti di ricordarsi che è meglio non quotare per intero il post immediatamente precedente al proprio? Ne guadagna la scorrevolezza :) ]
cito: ...E nessuna osservazione attualmente possibile sarà in grado di dire se, per esempio, il centro della Via Lattea ospita un buco nero con un orizzonte degli eventi o un buco nero apparente che somiglia a un buco nero con un orizzonte degli eventi.
Come nessuna osservazione speditiva potrà provare se si ha a che fare con un "calvo perfetto" alla Yul Brinner o alla Pierluigi Collina, o con un giovanotto molto spelacchiato che ha deciso di optare per il look "palla di biliardo" tagliandosi regolarmente col rasoio quel che ancora cresce.
Però dovendone agevolare l'identikit, per il testimone oculare della rapina cambia nulla.