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28-08-2016, 12:58 #1
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Qualche dubbio sulla radiazione Hawking e sui buchi neri
Sto leggendo un libro sui buchi neri e come spiegazione della radiazione di Hawking mi citano prima di tutto il principio di indeterminazione di Heisenberg, secondo cui due proprietà vincolate di un oggetto non possono essere misurate simultaneamente con precisione. Per cui è impossibile stabilire con precisione assoluta e istantanea l’energia di un sistema quantistico, poiché energia e tempo sono grandezze collegate.
1- Che cosa significa che energia e tempo sono grandezze collegate? Ha qualcosa a che fare con la causalità degli eventi?
Proseguendo, il libro mi accompagna un passetto più avanti. Dice che il vuoto interstellare assoluto non esiste. “Dove c’era il vuoto sorgono coppie di particelle che si creano e istantaneamente si distruggono”. Domanda: come si creano queste particelle? Il libro mi risponde che “in un certo senso è come se prendessero in prestito energia, che però viene subito restituita nel momento in cui il vuoto le riassorbe”.
2- Da dove la prendono in prestito l’energia??
Se è vero che, secondo il principio di conservazione dell’energia, nulla si crea, nulla di distrugge ma tutto si trasforma, com’è possibile che dal niente spuntino fuori delle particelle?
Nell’interessante articolo di @Red Hanuman “Davide contro Golia: ovvero Vuoto Vs Buco Nero!” leggo che “per intervalli molto brevi, il principio della conservazione dell’energia può essere violato.” Ecco dunque la risposta. Le particelle non prendono in prestito energia da nessuna parte, semplicemente violano la legge a loro piacimento perché la loro vita è brevissima e quindi possono. Giusto?
Inoltre sempre nello stesso articolo leggo che “Non è possibile distinguere dall’esterno un buco nero formato da materia da uno formato da antimateria.”
3- Dunque può essere che esistano buchi neri che assorbono particelle cariche ed emettono antiparticelle che hanno energia negativa?
Sempre nell'articoletto si legge anche che “alle particelle con energia negativa non è consentito esistere nell’universo ordinario. In effetti, esse violano il principio di conservazione dell’energia ed il principio di causalità. Ma l’universo oltre l’orizzonte degli eventi non è per niente ordinario: come ben sapete, in quella zona dello spazio il tempo si ferma e lo spazio scorre.”
Questo è un punto a favore dell’ipotesi che la materia che entra nel buco nero potrebbe uscire in un altro universo con leggi fisiche diverse, ovvero un universo dove esistono buchi bianchi. Giusto?
Per concludere, dal libro che sto leggendo: “Quando le fluttuazioni del vuoto si presentano proprio al limite dell’orizzonte degli eventi, siccome l’attrazione gravitazione in quel punto è fortissima, potrebbe accadere che prima di essere riassorbita, una delle particelle, attratta dal buco nero, vi cadesse dentro, mentre la sua compagna riuscisse a sfuggire.” E con questo, in teoria, si spiega la radiazione Hawking, però mi restano i dubbi espressi poco sopra.
Nel tentativo di trovare risposte mi sono imbattuta anche in un interessante documentario. Peccato solo sia in inglese.
Magari esiste anche qualche altro articolo nel forum e me lo sono persa. Linkate pure qualsiasi cosa possa essere utile/interessante sull’argomento.
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28-08-2016, 13:50 #2
Re: Qualche dubbio sulla radiazione Hawking e sui buchi neri
In attesa dei guru, l apprendista ti dà una mano...
1- Che cosa significa che energia e tempo sono grandezze collegate? Ha qualcosa a che fare con la causalità degli eventi?
indeterminazione_02.jpg
dove T è l intervallo temporale di misurazione e E l intervallo energetico misurato.
A destra dell equazione c'è la costante di Planck ridotta (ovvero costante di Planck diviso 2) diviso 2.
Una delle possibili interpretazioni prevede che più l intervallo temporale di misurazione è ridotto, più aumenta l incertezza sull energia misurata nel sistema.
In questo senso energia e tempo sono collegati.
2- Domanda: come si creano queste particelle? Da dove la prendono in prestito l’energia??
Queste coppie di particelle-antiparticelle si creano dal vuoto cosmico e si annichiliscono istantaneamente.
Possono crearsi dal nulla perché la somma del contributo della particella (ad esempio +1) e quello dell antiparticella (ad esempio -1) sono uguali ed opposti, dunque la loro somma è zero. Il nulla.
Se è vero che, secondo il principio di conservazione dell’energia, nulla si crea, nulla di distrugge ma tutto si trasforma, com’è possibile che dal niente spuntino fuori delle particelle?
Ma non vale in assoluto, ad esempio per la meccanica quantistica.
Le particelle non prendono in prestito energia da nessuna parte, semplicemente violano la legge a loro piacimento perché la loro vita è brevissima e quindi possono. Giusto?
Non so se qualcuno lo sappia davvero...
3- Dunque può essere che esistano buchi neri che assorbono particelle cariche ed emettono antiparticelle che hanno energia negativa?
Comunque questo non c entra assolutamente nulla con il discorso dell articolo di Red sulla composizione interna del buco nero (il famoso teorema No hair).
Questo è un punto a favore dell’ipotesi che la materia che entra nel buco nero potrebbe uscire in un altro universo con leggi fisiche diverse, ovvero un universo dove esistono buchi bianchi. Giusto?...Splende in un luogo oscuro...
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28-08-2016, 14:24 #3
Re: Qualche dubbio sulla radiazione Hawking e sui buchi neri
Ultima modifica di etruscastro; 29-08-2016 alle 07:12
Rifra 152/760 Eq5, mak 100/1400 Eq1, rifra 80/600, spotting scope 20-60x60, USM 10x50
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28-08-2016, 14:29 #4
Re: Qualche dubbio sulla radiazione Hawking e sui buchi neri
letture più semplici e distensive... Tipo "la cucina regionale del Lazio".......Splende in un luogo oscuro...
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28-08-2016, 15:12 #5
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Re: Qualche dubbio sulla radiazione Hawking e sui buchi neri
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28-08-2016, 15:13 #6
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Re: Qualche dubbio sulla radiazione Hawking e sui buchi neri
Grazie mille @DarknessLight per la risposta.
La forumuletta che hai proposto l’avevo adocchiata anche nell’articolo del forum e adesso il senso mi è più chiaro!
Ottimo. Il libro diceva: “La dimostrazione della radiazione Hawking proviene dall’applicazione della meccanica quantistica ai campi elettromagnetici nei pressi di un buco nero.” Ora, dal mio punto di vista, assume più senso anche questa frase!
Qui, invece, continua a sfuggirmi qualcosa. Nell’articolo leggevo che possono esistere buchi neri formati da antimateria. Forse dirò una cavolata, ma i buchi neri formati da antimateria non funzionano al contrario? Cioè assorbono particelle cariche positivamente ed emettono quelle con energia negativa? Mi è venuta questa assurda idea perché, se il buco nero è formato da antimateria, penso sia più facile che attragga materia di carica opposta, e dunque positiva.Ultima modifica di etruscastro; 29-08-2016 alle 07:13 Motivo: modifica tag
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28-08-2016, 15:23 #7
Re: Qualche dubbio sulla radiazione Hawking e sui buchi neri
Un buco nero assorbe tutto per gravità.
Quello che assorbe però smette di essere ciò che è.
Ovvero, all interno di un buco nero non ci è dato sapere se vi sia materia o antimateria.
Anche se un BH assorbe materia, al suo interno questa materia smette di essere ciò che è e diventa altro... forse un'amalgama di particelle fondamentali. Chi lo sa...
Si parla di Teorema No Hair, ovvero il buco nero non ha capelli. Cerca su internet.
Comunque mi pare che confondi carica elettrica positiva e negativa (cosa che riguarda l elettromagnetismo) con le coppie di particelle-antiparticelle che si formano nel vuoto (che sono tutt un'altra cosa !)...Splende in un luogo oscuro...
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28-08-2016, 15:29 #8
Re: Qualche dubbio sulla radiazione Hawking e sui buchi neri
@RelativeTime che libro stai leggendo?
Ultima modifica di etruscastro; 29-08-2016 alle 07:13 Motivo: modifica tag
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28-08-2016, 15:43 #9
Re: Qualche dubbio sulla radiazione Hawking e sui buchi neri
@RelativeTime
Monica, non prenderla male, ma rileggendoti mi pare che hai parecchia confusione su concetti come carica elettromagnetica positiva e negativa, che confondi con materia e antimateria (l antimateria può essere carica sia positivamente che negativamente, sia chiaro !!!), che confondi anche con coppie di particelle-antiparticelle....Splende in un luogo oscuro...
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28-08-2016, 16:08 #10
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Re: Qualche dubbio sulla radiazione Hawking e sui buchi neri
Il secondo numero di "Una passeggiata nel cosmo".
"I buchi neri: il risultato più estremo della gravitazione."
Ok. Grazie anche per questo ulteriore chiarimento. Eh mi sa di sì che ho parecchia confusione al riguardo. Pensavo che l'antimateria avesse carica negativa perché avevo letto nel libro che le antiparticelle hanno "energia negativa" e così ho collegato le due cose. Questo però non è un motivo valido perché mi metta a leggere libri di cucina...«Il mondo: una foglia appesa all'albero dell'Universo.»
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