6 x 9 = 42

“Ho sempre detto che c’era qualcosa di fondamentalmente sbagliato nell’universo…” (Arthur Dent)

Quel che non si puo’ vedere

Posted by scardax su ottobre 12, 2008

Ora che il panico da buco nero si é finalmente spento (ironicamente, insieme all’LHC stesso), possiamo farci la domanda che nessun telegiornale si é preoccupato di porsi: ma che accidenti é, sto Buco Nero? L’idea che comunemente ne abbiamo é più o meno corretta: un corpo celeste che cattura al suo interno tutto cio’ che gli passa sufficientemente vicino, e che non lascia fuggire nulla, compresa la luce: proprio per questo é ‘nero‘.

Esistono probabilmente diverse maniere in cui un Buco Nero si puo’ formare, e quella che conosciamo meglio (anche se forse non la più frequente) é legata al ciclo di vita di una Stella. Una Stella puo’ essere vista come un corpo in equilibrio fra due forze: la fusione nucleare all’interno del suo nucleo, che spinge gli atomi verso l’esterno, e la gravità, che li spinge verso l’interno. Gli elementi che danno vita alla Fusione cambiano durante l’evoluzione della Stella stessa: il Sole, ad esempio, sta attualmente bruciando l’Idrogeno, e tra qualche miliardo di anni, una volta che questi sarà finito, passerà a fondere l’Elio, cambiamento che lo farà allargare fino ad inglobare la Terra stessa. Per una Stella di piccole dimensioni (o meglio, massa) come il Sole, dopo l’Elio la Fusione si conclude e gran parte della Stella si disperde nello Spazio, mentre il Nucleo viene compresso fino a formare una cosiddetta Nana Bianca (il motivo per cui ad un certo punto la compressione finisce é che interviene il principio di esclusione di Pauli, che non permette agli elettroni di avvicinarsi troppo).

Se invece la Stella ha una massa maggiore (più di 1.4 volte quella Solare), il ciclo di Fusione continua con numerosi altri elementi, facendo variare la dimensione della Stella fino a quando non viene prodotto un isotopo del Ferro, un materiale non fissile che ferma il processo di Fusione: a quel punto la stella collassa, ma la maggiore massa imprime alla Materia una velocità altissima che provoca un’esplosione chiamata Supernova. Se la massa della Stella é minore di 3 volte quella Solare, il Nucleo si compatta nuovamente finché non interviene il Principio di Repulsione e si forma una Stella di Neutroni, altrimenti la Gravità ha il sopravvento anche qui e si forma il Buco Nero, un oggetto dotato di un Campo Gravitazionale elevatissimo.

Prima domanda interessante: che succede a chi si getta all’interno di un Buco Nero? Generazioni di scrittori di Fantascienza si sono sbizzarriti su questo tema, usando i buchi neri, ad esempio, come tunnel per altre parti dell’Universo o, addirittura, per altri Universi. Anche se le moderne teorie Fisiche si rivelano inutili quando consideriamo cosa succede all’interno di questi oggetti, una cosa possiamo (purtroppo) dirla: avvicinandoci abbastanza, o anche appena entrati, l’effetto gravitazionale di Marea (per il quale la parte di un corpo più vicina alla sorgente del campo subisce un effetto maggiore della parte lontana) sarebbe cosi forte che in pochissimi istanti ci ritroveremmo disintegrati prima in molecole, poi in atomi ed infine nelle componenti ultime della materia (le stesse che stavano cercando al CERN!). Quindi, niente tunnel utilizzabili.

Seconda domanda: se avete seguito il dibattito sull’LHC, i Fisici si sono “difesi” argomentando che un eventuale Buco Nero sarebbe durato pochissimo. Quindi anche loro “muoiono”? La risposta é si: il noto Astrofisico Hawking ha dimostrato che un Buco Nero emette una piccolissima radiazione che a lungo andare lo consuma completamente. Anche se per un Buco Nero normale (di quelli che si trovano nello Spazio) questo tempo sarebbe di Miliardi di Anni, per uno formatosi sulla Terra sarebbe (stato) di numerosi ordini di grandezza inferiore al secondo. Al massimo avrebbe potuto inghiottire una vite.

Sui Buchi Neri ci sarebbe tantissimo da dire, ma per il momento é meglio che mi fermi qui! 😀

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4 Risposte to “Quel che non si puo’ vedere”

  1. AkiRoss said

    Uhm, io sono un vero profano in materia, nonostante sapessi i “principi a spanne” varie cose che hai scritto qui non le sapevo.

    Il buco nero si crea in natura per via di una enorme quantita’ di massa che collassa. Da quel che posso intuire (sottolineo) il collasso avviene a livello atomico: la forza di gravita’ e’ tale da ridurre lo spazio che normalmente l’atomo occupa quindi la distanza degli elettroni dal nucleo si riduce drasticamente.

    Se questo ragionamento fosse anche lontanamente giusto, allora la domanda che mi pongo io e’: ma un buco nero fatto in laboratorio sarebbe stabile? A parte che emette radiazioni e si consuma… Secondo me la forza che respinge gli elettroni avrebbe il sopravvento e l’atomo tornerebbe normale “decollassando” o esplodendo, nel caso peggiore 😛

    Che ne pensi? Ribadisco che sono una capra 😀

  2. AkiRoss said

    Aggiungo: anche perche’ in laboratorio lo crei solo con acceleratori di particelle a velocita’ assurde (LHC). Quindi la forza che normalmente e’ quella di gravita’ data dalla massa stessa non viene dalla massa, ma dall’acceleratore! Quindi dopo che s’e’ creato, il buco nero non ha piu’ quella forza che lo tiene unito… Nei buchi neri questa forza rimane, perche’ la massa rimane, ma nell’acceleratore? 🙂

  3. scardax said

    A dire il vero sono molto autodidatta in materia, quindi domande del genere mi mettono completamente in crisi! Credo la risposta sia in questa frase di Wikipedia:

    Se la massa supera le tre masse solari (limite di Volkoff-Oppenheimer) non c’è più niente che possa contrastare la forza gravitazionale; inoltre, secondo la Relatività generale, la pressione interna non viene più esercitata verso l’esterno (in modo da contrastare il campo gravitazionale), ma diventa essa stessa una sorgente del campo gravitazionale, rendendo così inevitabile il collasso infinito.

    Anche se nel caso dell’LHC il limite di Massa non sarebbe chiaramente raggiunto, penso il processo sia simile (in fondo l’accelerazione da gravità é indistinguibile da un’accelerazione impressa da una Forza esterna), e quindi il processo, superato un certo limite, porta inevitabilmente alla formazione del Buco Nero.

    Comunque simili possibilità sono speculative, nessuno potrebbe neanche dire con certezza se simili mini Buchi Neri potrebbero realmente formarsi!

  4. Net_Raider said

    io penso che le forze che tengono distanti gli elettroni (così come i protoni) durante la crazione di un buco nero si annullino dato che quando inizia il processo di compattazione della massa gli atomi vengono distrutti e sono presenti solo le particelle sub-atomiche. a questo punto i neutroni incrementano la massa, ma gli elettroni e i protoni che componevano l’atomo si attrarrano creando una nuova particella neutra (penso quasi equivalente al neutrone) che a sua volta incrementa la massa

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