Buchi neri: cosa succede quando essi muoiono? Il paradosso di Hawking, secondo il quale i buchi neri “perdono” radiazioni, è un mistero che i ricercatori tentano di risolvere da ben 51 anni. Uno dei contributi più significativi per quanto riguarda i buchi neri lo ha fornito Stephen Hawking. Tra i tanti contribuiti scientifici forniti da Stephen Hawking c’è il suggerimento secondo cui un buco nero riesce ad emettere una forma di radiazione che lo fa lentamente evaporare. Ciò lo porta ad esplodere, un evento che pone fine alla vita del buco nero.
La radiazione, definita radiazione di Hawking, ha prodotto però un problema fra la relatività generale e la fisica quantistica. La prima, infatti, è la miglior descrizione che abbiamo della gravità e dell’universo su scale cosmiche massicce. Mentre, la seconda è il miglior modello della fisica che governa l’infinitamente piccolo. Le due teorie, che sono state confermate nel XX secolo, rimangono tuttavia incompatibili.
Il buco nero, il paradosso di Hawking
L’incompatibilità fra relatività e meccanica quantistica è peggiorata negli anni ’70. Periodo in cui Stephen Hawking ha preso i principi della fisica quantistica e li ha applicati ai buchi neri. Da qui è nato un paradosso che i fisici stanno cercando di sbrogliare da ben 50 anni. Grazie ad un nuovo studio potremmo però essere vicini alla soluzione. La nuova ricerca è stata pubblicata sulla rivista Europhysics Letters.
I ricercatori dell’Università del Sussex che hanno partecipato alla nuova ricerca hanno descritto in dettaglio il problema del paradosso e le sue potenziali soluzioni. I buchi neri si formano quando le stelle massicce arrivano alla fine della loro vita, momento in cui esauriscono il combustibile utilizzato per la fusione nucleare.
Nel momento in cui cessa la fusione, viene meno anche la pressione verso l’esterno, una forza che sostiene una stella contro la forza di gravità interna. Tutto ciò crea un collasso del nucleo, che a sua volta produce un punto in cui lo spaziotempo è infinitamente curvo. Questa è una singolarità che la fisica, ad oggi, non ha ancora saputo descrivere. Al limite esterno della curvatura c’è il cosiddetto “orizzonte degli eventi”. Questo è un luogo in cui nemmeno la luce è abbastanza veloce da sfuggire all’attrazione gravitazionale del buco nero.
Conclusioni
Per giungere ad una risposta “o dobbiamo modificare la meccanica quantistica, oppure la teoria della relatività”. Una questione rimasta ad oggi irrisolta, che dura da almeno mezzo secolo, è quando un buco nero evapora, spariscono anche le informazioni contenute al suo interno?
I calcoli di Staphen Hawking hanno dato per certo che le informazioni su ciò che è stato inghiottito dal buco nero, come stelle, materia e altro, sarebbero state distrutte al momento della morte del buco nero. I ricercatori della nuova ricerca Sussex Xavier Calmet e Stephen DH Hsu hanno reso noto che: “Se fosse vero sarebbe un problema per la fisica, dato che una delle proprietà chiave della meccanica quantistica implica che è sempre possibile guardare un film al contrario”. Per comprendere meglio, le informazioni di ciò che è stato inghiottito verrebbero in qualche modo conservate.
I due ricercatori hanno suggerito che le informazioni trasportate dalla materia ingerita dal buco nero possano essere codificate nel campo gravitazionale del buco nero stesso. I ricercatori, calcolando le correzioni di gravità a livello quantistico, sono riusciti a mostrare che il potenziale della stella collassata è sensibile alle sue condizioni interne. I ricercatori terminano spiegando che: “Quando una stella collassa in un buco nero, la correzione rimane. In altre parole, i buchi neri hanno una memoria quantistica della loro stella progenitrice”.
FONTE:
https://www.popularmechanics.com/science/a40847455/hawking-paradox/
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