Cosa rimane dopo la morte di un buco nero? Forse una "Stella di Planck"


Illustrazione di un buco nero, l'orizzonte degli eventi e la materia intorno. Credit: ictor de Schwanberg/Science Photo Library
Illustrazione di un buco nero, orizzonte degli eventi e la materia intorno. Credit: ictor de Schwanberg/Science Photo Library

Se una stella è abbastanza massiccia, quando muore buona parte della sua massa collassa e forma un buco nero: una regione dello spazio dove la velocità di fuga necessaria per sfuggire alla propria gravità è più alta di quella della luce. Questo confine di fuga si chiama "orizzonte degli eventi" ed è quello che delimita un punto dello spazio conosciuto come singolarità, la quale è caratterizzata da un volume infinitesimale ma da una massa elevatissima. La materia che attraversa il confine non ha modo di uscire. Tuttavia, a livello quantistico le cose si fanno più complesse e grazie ad un fenomeno chiamato "fluttuazione quantistica", alcune particelle al confine riescono a sfuggire e a far perdere energia, quindi massa, al buco nero; l'energia che sfugge si traduce in quella che viene chiamata "Radiazione di Hawking". Questo significa che in un tempo sufficientemente lungo anche i buchi neri possono perdere la loro massa e morire. Ma cosa ne rimarrebbe? Questa domanda molto affascinante viene affrontata in una recente ricerca pubblicata da due scienziati: Carlo Rovelli e Francesca Vidotto.

Si tratta ancora di un'indagine altamente speculativa e molti dibattiti continuano a tenere banco nella comunità scientifica intorno a cosa davvero succede all'orizzonte degli eventi dei buchi neri. Tanto più che a onor del vero la stessa radiazione di Hawking non è stata ad oggi ancora osservata o misurata.
L'idea affrontata però è molto intrigante ed offre sicuramente molti spunti di riflessione.

I buchi neri perdono energia (e quindi massa) attraverso la radiazione di Hawking. La quantità di radiazione è inversamente proporzionale alla sua massa e quindi man mano che questo diventerà più piccolo rilascerà molta più radiazione di Hawking.

Gli autori fanno riferimenti nella loro ricerca al problema della singolarità. Nell'attuale teoria sui buchi neri manca una spiegazione completa di come interpretare quello che avviene all'interno dell'orizzonte degli eventi. Questo in parte anche perché ci manca una teoria quantistica della gravità. Gli autori però propongo che invece di collassare in una singolarità la materia all'interno di un buco nero possa fermarsi prima, alla lunghezza di Planck (un trilionesimo di metro in dimensione), che è il limite più basso al quale si può spingere la materia per rimanere nel campo delle leggi fisiche ordinare secondo le quali ha ancora senso parlare di lunghezza o grandezza.

A questo punto dopo la morte del buco nero (cioè la sparizione dell'orizzonte degli eventi), rimarrebbe esposta una "Stella di Planck". Dato che questa stella avrebbe densità altissime rilascerebbe grandi quantità di raggi-gamma in una regione specifica dello spettro elettromagnetico. Questo è il vantaggio della teoria proposta! Sebbene non sia che un'ipotesi fondata su tante premesse teoriche, offre la possibilità di provarla con osservazioni alla nostra portata, dato che un telescopio a raggi-gamma potrebbe rilevarne le tracce.

http://arxiv.org/abs/1401.6562
http://it.wikipedia.org/wiki/Lunghezza_di_Planck

3 risposte a “Cosa rimane dopo la morte di un buco nero? Forse una "Stella di Planck"”

  1. Ciao, una cosa che non ho mai capito è che se una coppia di particella-antiparticella si crea in prossimità dell'orizzonte degli eventi, e una delle due cade nel buco nero e l'altra sfugge, questo come fa a far perdere energia al buco nero? La particella "sfuggita" all'orizzonte degli eventi non fa parte delle materia del buco nero, quindi non l'ha persa.. Non riesco proprio a capirlo :/

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  2. vincenzo

    In realtà puoi vedere la cosa come se il buco nero avesse contratto un debito con il vuoto (dal quale si sono originate la coppia particella-antiparticella), quindi per sanare questo debito di energia, viene sottratta dal buco nero, così nel computo finale, l'energia del vuoto rimane invariata, ma una particella è sfuggita e risulta "emessa" dal buco nero, che progressivamente perderà energia/massa, fino ad evaporare.

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  3. danielboy

    ciao, ma che forma ha un buco nero? è paragonabile a una figura in particolare?

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