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Marco Morana

Cultura, Scienza, energia, universo, materia, buchi neri, andromeda, fisica quantistica, atomo, quark, distanze astronomiche, sole,

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I buchi neri sono gli oggetti più affascinanti e misteriosi dell'Universo. Per molto tempo la loro esistenza è stata messa in discussione.

Buchi neri: una nuova teoria potrebbe riscriverne la fisica

Il tempo immaginario.

I buchi neri sono gli oggetti più affascinanti e misteriosi dell'Universo. Per molto tempo la loro esistenza è stata messa in discussione. Lo stesso Einstein rimase sorpreso quando gli spiegarono che una delle conseguenze della sua Relatività generale era l'esistenza di questi oggetti. E lo stupore fu ancor più grande quando apprese che il tempo, sul bordo del buco nero, risultava fermo. La Relatività generale ci spiega che le masse creano la gravità modificando la geometria dello spazio e del tempo: curvano lo spaziotempo. La Terra, che è una massa enorme, curva la spaziotempo attorno a sè. Ed è così che noi veniamo attratti verso il pavimento e le mele cadono dall'albero. E' così che il nostro pianeta dice alla Luna: "Vieni qua". Allo stesso modo, il Sole attrae i pianeti. Quando le stelle, di una determinata grandezza, esauriscono il loro ciclo vitale collassano sul proprio nucleo. A quel punto si concentra una grande quantità di materia (massa) su di una sfera molto più piccola rispetto alla stella originaria: un oggetto sferico ad altissima densità. Questa sfera dà luogo ad un intenso campo gravitazionale e tutto ciò che vi precipita dentro non torna più indietro. Nemmeno la luce può sottrarsi a questo destino, ed è per questo che tali oggetti si chiamano buchi neri. Tutto è legato alla velocità di fuga: la velocità per poter fuggire da un buco nero diventa talmente alta da risultare irraggiungibile persino per i segnali elettromagnetici, come la luce, che viaggiano, nel vuoto, a circa 300 mila kilometri orari. Ciò che cade dentro un buco nero finisce in un'altra dimensione spazio - temporale. Come se finisse nel futuro. Non tutta la materia finsce dentro un buco nero, ma solo una piccola parte di quella che si trova nelle immediate vicinanze. Quindi, per poter finire dentro un buco nero, bisogna andarci proprio vicino. Un po' come in una scala mobile: per poter essere trasportati dobbiamo andarci proprio sopra. E fino ad un certo punto, possiamo tornare indietro. Dopo, nonostante i nostri tentativi, non possiamo tornare al punto di partenza. Il tempo risulta fermo proprio sopra l'orizzonte degli eventi. Se un nostro amico, varcato l'orizzonte, finsisse lì dentro, noi non ce ne accorgeremmo. Dal nostro punto di vista, l' amico sarebbe eternamente fermo sull'orizzonte, come in una foto. Se guardiamo il mare, l'orizzonte è sempre lì, quella linea lì. Allo stesso modo, proprio sull'orizzonte prima del buco nero, il tempo è fermo. Ma il nostro amico non noterebbe nulla di insolito, proseguirebbe il suo viaggio dentro il buco nero. E' una questione di prospettiva: noi vedremmo solo la dimensione temporale, lui proseguirebbe in quella spaziale.

La scienza vera e propria, cioè quella che si avvale della verifica, del metodo sperimentale, si ferma proprio sul bordo del buco nero. Non possiamo sapere con certezza cosa succeda al suo interno, si possono fare solo ipotesi supportate da rigorose equazioni matematiche.
 

Un articolo pubblicato il mese scorso sulla rivista Physical Review D da Silvia De Bianchi, docente di Filosofia della Scienza, Salvatore Capozziello ed Emmanuele Battista dell'Università degli Studi di Napoli "Federico II", fornisce una lettura diversa della fisica dei buchi neri. Secondo lo studio dei tre docenti, il tempo all'interno dei buchi neri è immaginario. Dunque la materia non vi entra dentro ma rimane a ruotargli attorno. Per le equazioni matematiche adottate dai tre studiosi, la velocità degli oggetti nei pressi del buco nero diventa uguale a zero perché manca la dimensione del tempo. I buchi neri, in questa concezione, attraggono la materia ma non la fanno entrare perché perdono la loro dinamicità.
 

"I buchi neri, in particolare, - spiega Capozziello all'agenzia Ansa - sono il paradigma della singolarità: vari teoremi ci dicono che oltre l'orizzonte degli eventi si perde la connessione causale. Ma questa non è una cosa logica".

Insomma, secondo questa teoria, non ha senso che all'interno del buco nero si perdano le coordinate spazio temporali e il nesso causale. Uno dei problemi riconnessi alle teorie fisiche, come quelle del buchi neri o come quella del Big Bang, è che ad un certo punto spazio e tempo diventano infiniti. Il Big Bang è una teoria evolutiva dell'Universo, suffragata da più riscontri scientifici. Ad esempio: l'Universo è in espansione. Quando però si riavvolge il nastro fino ad arrivare al momento esatto del Big Bang, le cose si complicano perché i calcoli danno come risultato un tempo e uno spazio infiniti: non si sa che fine facciano. Ed è la sfida delle nuove frontiere delle fisica quella di fornire una teoria "del tutto" che spieghi con la medesima equazione il mondo macroscopico, dominato dalla Relatività generale e la realtà subatomica governata dalle leggi della meccanica quantistica.
 

Saranno i fisici a spiegarci se la nuova teoria dei buchi neri funzioni o meno. E' certamente supportata, almeno secondo alcuni esperti del settore, da una matematica molto interessante che si potrebbe rivelare utile anche per risolvere certe altre questioni fisiche ancora aperte.

Tuttavia, ritornando al nostro immaginario amico sul bordo del buco nero, sia con la teoria classica sia con quella nuova, noi lo vedremmo fermo in un tempo infinito. Inoltre, i tre studiosi contestano la teoria che attulmente sorregge la fisica dei buchi neri, trovando illogico che si perda la connessione causale. Ma poi non è ben chiaro, almeno per noi non addetti ai lavori, come, nella loro visione, il tempo sparisca del tutto.
 

E' comunque una lettura candidata a fornire un contributo non indifferente allo studio del cosmo. Non bisogna mai innamorarsi di nessuna teoria, ma della scienza. La scienza è sempre messa in discussione di se stessa.

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