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Discussione: Buchi neri

  1. #1
    Meteora L'avatar di FILIPPO90
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    Buchi neri

    Ciao a tutti!
    Attualmente sto leggendo alcune nozioni sulla natura dei buchi neri, in particolare mi piace reperire informazioni da diversi libri e alla fine incrociarle per avere un'idea quanto più chiara possibile. In merito a ciò espongo brevemente ciò che non riesco a comprendere riguardo il comportamento dei buchi neri.
    In primo luogo leggo che essi si espandono "risucchiando" materia circostante per effetto della enorme gravità, con la conseguenze che aumenta l'area dell'orizzonte degli eventi e la relativa entropia, in secondo luogo leggo (dalla Teoria del Tutto, Swephen Hawking) che, per effetto dell'assorbimento di particelle virtuali di energia negativa provenienti dal vuoto quantistico, essi perdono massa e quindi si rimpiccioliscono diminuendo l'area dell'orizzonte degli eventi e quindi la relativa entropia.
    Prima incomprensione:
    Sembrerebbe che i buchi neri aumentino e diminuiscano la loro massa contemporaneamente a causa di due fenomeni diversi (assorbimento di materia circostante reale e assorbimento di particelle virtuali). Quale dei due fenomeni prevale e perché?
    Seconda incomprensione:
    In entrambi i casi il secondo principio della termodinamica sembrerebbe quasi violato se non fosse per la teorica radiazione che gli stessi buchi neri emettono, e sempre dal libro la "Teoria del Tutto" tale radiazione è rappresentata dalla "fuga" di un membro (particella con energia positiva) della coppia di particelle virtuali. Tale radiazione viene emessa costantemente? È questa radiazione che rappresenta il calore dei buchi neri?
    Mi scuso anticipatamente se faccio parecchia confusione ma non sono un esperto in materia, solo appassionato.

  2. #2
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    Re: Buchi neri

    La potenza persa da un BN tramite la radiazione di Hawking è inversamente proporzionale al quadrato della sua massa. Per un BN di massa solare, per esempio, potremmo parlare di 9*10-29 Watt, ma siccome i BN hanno massa almeno pari a tre masse solari, ne consegue una dispersione molto minore.
    La materia che può assorbire un BN, invece, è proporzionale alla sua massa; quindi più e grande e maggiore sarà la massa che potrà teoricamente attirare.
    Se tieni conto della formula di conversione tra massa ed energia, ne consegue che basta pochissima massa per controbilanciare la perdita di energia del BN tramite radiazione di Hawking.

    Di fatto, in questo universo è estremamente difficile che un BN possa evaporare. Ammesso che lo spazio intorno ad un BN di massa solare sia assolutamente vuoto (non raggiungibile nemmeno dai fotoni), esso impiegherebbe circa 1067 anni per evaporare (un miliardo di anni equivale a 109 anni).

  3. #3
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    Re: Buchi neri

    Citazione Originariamente Scritto da FILIPPO90 Visualizza Messaggio
    Seconda incomprensione:
    In entrambi i casi il secondo principio della termodinamica sembrerebbe quasi violato se non fosse per la teorica radiazione che gli stessi buchi neri emettono, e sempre dal libro la "Teoria del Tutto" tale radiazione è rappresentata dalla "fuga" di un membro (particella con energia positiva) della coppia di particelle virtuali. Tale radiazione viene emessa costantemente? È questa radiazione che rappresenta il calore dei buchi neri?
    Mi scuso anticipatamente se faccio parecchia confusione ma non sono un esperto in materia, solo appassionato.
    Il problema che (in parte) Hawking cerca di superare con la sua radiazione, è proprio quello della scomparsa delle informazioni che comporta la nostra attuale comprensione dei BN.
    Di fatto, si dice che i BN non hanno capelli (teoria no-hair), cioè che in essi molta parte dell'informazione che porta con sé la materia che precipita nei BN "scompare" di fatto dal nostro universo, e quindi rappresenta un paradosso.

    La radiazione in teoria viene emessa di continuo, ma non in modo dipendente dalle proprietà della materia caduta nel BN.
    Sempre in teoria, tale radiazione rappresenta la temperatura di corpo nero del BN, ed è inversamente proporzionale alla sua massa.

  4. #4
    Meteora L'avatar di FILIPPO90
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    Re: Buchi neri

    Innanzitutto grazie per la risposta.
    1) Se ho capito bene un BN può evaporare solo se si trovasse in una zona di spazio priva di materia...rimanendoci per miliardi e miliardi di anni?
    2)Hawking cerca di spiegare la sua radiazioni per mezzo di un comportamento quantistico, cioè la creazione da parte del vuoto di particelle virtuali. O sbaglio?
    Se è vero che tale radiazione è la conseguenza di un fenomeno quantistico perché dovrebbe soddisfare la regola di proporzionalità inversa con la massa del BN? Voglio dire...il vuoto crea continuamente particelle virtuali indipendentemente dalla massa grande o piccola del buco nero, e trattandosi di particelle quantistiche non dovrebbero essere soggette alla gravità. Forse questo avviene perché in un BN di massa maggiore la velocità di fuga è maggiore e di conseguenza c'è meno probabilità che una delle due particelle virtuali sfugga all'attrazione?

  5. #5
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    Re: Buchi neri

    Citazione Originariamente Scritto da FILIPPO90 Visualizza Messaggio
    Innanzitutto grazie per la risposta.
    1) Se ho capito bene un BN può evaporare solo se si trovasse in una zona di spazio priva di materia...rimanendoci per miliardi e miliardi di anni?
    Di fatto, sì. Fintanto che riceve anche un minimo di materia dall'esterno, il bilancio tra acquisto di massa e perdita tramite radiazione è a favore dell'aumento della massa del BN.

    Citazione Originariamente Scritto da FILIPPO90 Visualizza Messaggio
    2)Hawking cerca di spiegare la sua radiazioni per mezzo di un comportamento quantistico, cioè la creazione da parte del vuoto di particelle virtuali. O sbaglio?
    Esatto. Per mezzo delle fluttuazioni quantistiche, o "energia del vuoto".

    Citazione Originariamente Scritto da FILIPPO90 Visualizza Messaggio
    Se è vero che tale radiazione è la conseguenza di un fenomeno quantistico perché dovrebbe soddisfare la regola di proporzionalità inversa con la massa del BN?
    Perchè è in relazione con la superficie dell'OE, che dipende dalla massa del BN.

    Citazione Originariamente Scritto da FILIPPO90 Visualizza Messaggio
    Voglio dire...il vuoto crea continuamente particelle virtuali indipendentemente dalla massa grande o piccola del buco nero, e trattandosi di particelle quantistiche non dovrebbero essere soggette alla gravità.
    Chi l'ha detto? Massa ed energia sono la stessa cosa, e qualsiasi particella risente della gravità (o della curvatura dello spazio - tempo, che è lo stesso).

    Citazione Originariamente Scritto da FILIPPO90 Visualizza Messaggio
    Forse questo avviene perché in un BN di massa maggiore la velocità di fuga è maggiore e di conseguenza c'è meno probabilità che una delle due particelle virtuali sfugga all'attrazione?
    Leggiti QUESTO articolo, forse ti potrà chiarire qualcosa...

  6. #6
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    Re: Buchi neri

    Ottima Red .

  7. #7
    Nana Rossa L'avatar di Morimondo
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    Re: Buchi neri

    Citazione Originariamente Scritto da Red Hanuman Visualizza Messaggio
    Leggiti QUESTO articolo, forse ti potrà chiarire qualcosa...
    Interessantissimo articolo @Red Hanuman! Mi pare di ricordare che Fred Hoyle avesse ipotizzato una generazione di particelle, nel vuoto, anche se suppongo non dovessero essere virtuali.

  8. #8
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    Re: Buchi neri

    Se ti riferisci alla teoria dello stato stazionario, che richiedeva la continua formazione di materia...
    Beh, è tutta un'altra cosa. Qui ci si rifà al principio di Heisenberg...

  9. #9
    Meteora L'avatar di FILIPPO90
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    Re: Buchi neri

    Curiosità: perché la nostra galassia e la galassia di Andromeda sono in rotta di collisione?

  10. #10
    SuperNova L'avatar di SVelo
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    Re: Buchi neri

    Perché sono spinte dalla reciproca attrazione gravitazionale.
    Non credo in nessun dio, né nell'amore, né nella giustizia, credo solo nella Scienza e nell'amicizia. Da quest'ultima vengo spesso delusa, ma continuo a crederci...

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