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Un
Buco nero
è un corpo celeste estremamente
denso, al punto di essere dotato di un'attrazione
gravitazionale talmente elevata da non permettere la fuga di
nulla, neanche della
radiazione elettromagnetica e quindi neanche della luce,
dalla sua "superficie", denominata
orizzonte degli eventi. - Tratto da Wikipedia
Vedremo che, mentre il concetto
generale è unico, esistono vari tipi di buchi neri, alcuni di
grandi dimensioni, altri di media grandezza, alcuni piccoli o
addirittura ultra-microscopici (interni agli atomi).
Vedremo anche che alcuni buchi neri…sono neri, altri… non totalmente neri, altri addirittura
emettono una radiazione.
Alcuni buchi neri una volta formati si accrescono in eterno,
altri emettono radiazioni e possono esplodere, altri infine - i
micro buchi neri - esistono da sempre e sono il tessuto
costitutivo dell’universo in cui viviamo.
E sono dei maxi computer "Quanto-intelligenti".
In realta' noi "vediamo" dei "quasi buchi neri"; infatti anche
secondo dei ricercatori italianIi, Sebastiano Sonego dell'Universita'
di Udine e Stefano Liberati della Sissa di Trieste, confermano
che i "buchi neri" che possiamo osservare nel solo bordo del
buco ove il "Buco nero" inghiotte ogni cosa che si avvicina,
debbono essere chiamati "quasi buchi neri", cioe' degli oggetti
il cui orizzonte degli eventi si forma in un tempo infinito e
che quindi permette di conservare
l'informazione.
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Nel 1976 Stephen Hawking spiegò il fenomeno con la teoria del
"paradosso dei buchi neri".
Aveva calcolato che, una volta formatosi, un "buco nero"
comincia a perdere massa trasmettendo radiazioni di energia; che
tali radiazioni non contengono alcuna informazione sulla materia
all'interno del "buco nero"; e che quando un "buco nero"
evapora, non ne resta alcuna traccia.
La sua scoperta era in contraddizione con le leggi della fisica
quantistica, secondo cui è impossibile spazzare via
completamente le tracce di ciò che esiste. Ma il fisico
rispondeva a questo apparente paradosso affermando che i campi
gravitazionali dei "buchi neri" hanno una tale intensità da
sconvolgere le leggi della fisica.
Pur non convincendo tutti i suoi colleghi, la teoria gli ha dato
grande fama internazionale. Aiutato anche dalle cinque milioni
di copie vendute dal suo libro "Breve storia del tempo", poco
per volta Hawking ha fatto entrare i "buchi neri", uno dei più
complicati misteri della scienza, nel linguaggio di tutti i
giorni.
L'idea che l'universo sia cosparso di spaventose trappole
galattiche che risucchiano la materia e la consegnano all'oblio,
ha affascinato a lungo chiunque alza gli occhi al cielo in una
notte stellata.
A Dublino, il professor Hawking ha rivelato che le cose non
stanno esattamente così: quei mulinelli cosmici non risucchiano
proprio tutto, qualche informazione sfugge al loro vortice e può
arrivare fino a noi. Sarà un altro piccolo passo nell'impresa di
comprendere i segreti dell'universo. Ma non potremo più usare
"buco nero" come metafora di un tritacarne che tutto inghiotte e
tutto fa scomparire.
(16 luglio 2004)
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Immagini (Buco nero) che meglio rappresentano la realta' di questi concetti:
Hawking rivede la sua teoria
sui buchi neri
Lo scorso 21 Luglio 2004, al 17° Congresso Internazionale su
"Relatività Generale e Gravitazione" tenutosi a Dublino dal 18
al 23 Luglio, l'astrofisico di fama mondiale Stephen Hawking ha
amesso di aver "sbagliato" su alcuni concetti relativi
all'astrofisica dei buchi neri.
Qui di seguito darò una breve
spiegazione del concetto fisico che sta alla base della nuova
teoria.
La visione originale di Hawking si basa sulla teoria della
relatività generale di Einstein secondo la quale una volta che
la materia collassa, in seguito all'evoluzione stellare, si
forma un punto a densità infinita e volume zero, chiamato
singolarità. La teoria afferma che in questo punto dello
spaziotempo la forza gravitazionale è così intensa che niente,
persino la luce, può sfuggire, da cui il termine "buco nero".
Dato che la singolarità è infinitamente piccola, non può avere
una struttura e perciò essa non può contenere alcuna
informazione. Tutti i dati fisici relativi a eventuali
particelle che rimangono intrappolate dal buco nero vanno persi
per sempre. Questa era la visione di Hawking su cui si è basata
da circa trenta anni l'astrofisica dei buchi neri.
Il punto è che la teoria dei
Quanti, che descrive lo spazio e la
materia su scale atomiche, contraddice questa visione. La teoria
quantistica afferma che ogni processo fisico può evolvere al
rovescio perciò le condizioni iniziali possono essere derivate
dalle condizioni finali. Questo allora implica che anche un
buco nero può immagazzinare l'informazione dei processi fisici
che rimangono intrappolati in esso.
L'idea di Hawking è stata sempre quella di ammettere che ogni
volta che l'informazione di un processo fisico rimane
intrappolata su un buco nero non c'è alcun modo perché possa
sfuggire via.
Le nuova idea di Hawking è perciò un tentativo di
riconciliare la teoria quantistica con la relatività generale.
Per descrivere le sua nuova teoria idee sulla fisica dei
buchi neri, Hawking ha utilizzato una tecnica matematica
introdotta dal fisico Richard Feynman, che l'ha applicata
inizialmente alle particelle elementari.
La nuova descrizione di Hawking si basa sul fatto che sembra non esistere in assoluto un
buco nero, piuttosto esiste una regione dello spazio/tempo dove i
processi fisici richiedono un tempo più lungo per sfuggire
all'attrazione gravitazionale. Questo significa che i buchi
neri non si riducono del tutto ad una vera e propria singolarità.
In altre parole, un oggetto che cade in un buco nero non
scompare completamente piuttosto il buco nero viene "alterato"
nel momento in cui "assorbe" l'oggetto stesso. L'informazione
fisica dell'oggetto, anche se difficile da recuperare, rimane
ancora lì da qualche parte all'interno del buco nero.
Come può allora sfuggire questa informazione ?
La risposta ci
viene dalla teoria di Hawking: i buchi neri "evaporano"
lentamente nello spazio circostante emettendo particelle nella
regione dell'orlo, per così dire, del profondo "precipizio
gravitazionale".
Il buco nero, alla fine di questo processo di
evaporazione, finisce per diventare un piccolo nocciolo da cui
fuoriesce radiazione, chiamata radiazione di Hawking, che
potenzialmente porta con sé l'informazione in essa contenuta.
Tuttavia, John Preskill, un fisico teorico del Caltech a
Pasadena, che sosteneva l'idea in base alla quale l'informazione
contenuta in un oggetto non fosse completamente distrutta una
volta caduto su una stella collassata ma venisse alla fine
rimpiazzata, rimane un po' scettico sulla formulazione
matematica adottata da Hawking e sul fatto che questa
descrizione possa venire considerata una soluzione ad un
problema di gravità quantistica - la risoluzione cioè del
paradosso dell'informazione dei buchi neri.
Per circa 30 anni l'eminente scienziato Stephen Hawking ha
considerato che le condizioni estreme create dal campo
gravitazionale dei buchi neri potessero in qualche modo
rovesciare le leggi della fisica quantistica.
Oggi, egli si
ricrede e la sua nuova teoria ci dice che i buchi neri non
distruggono completamente la materia che vi rimane intrappolata.
Piuttosto, i buchi neri continuano a emettere radiazione per
lunghi periodi di tempo e alla fine si "scoprono", per così
dire, rivelando l'informazione contenuta nella materia rimasta
intrappolata in essi. Materia ed energia vengono alla fine riemessi dai
buchi neri in una altra forma alterata di materia
ed energia.
Questa "inversione a U" è costata allo stesso Hawking e all'astrofisico
Kip Thorne, del Caltech, la perdita di una scommessa fatta con
il fisico teorico John Preskill al quale entrambi presenteranno
prossimamente come oggetto della scommessa una enciclopedia di
sua scelta.
By Corrado
Ruscica
Tratto da:
http://www.scienzaonline.com/astronomia/hawking-buchi neri.html
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Scorciatoie in mezzo
all'universo - Alcuni
buchi neri sono forse cunicoli che consentirebbero viaggi dentro
il cosmo.
Quella che un tempo sembrava un'idea ai confini della realtà
oggi acquista peso scientifico nuovo; usare una particolare
distorsione del tempo e dello spazio per raggiungere velocemente
luoghi dell’ Universo
lontani miliardi di anni luce.
Sarebbe possibile, almeno in teoria, se si confermasse l'ipotesi
di Thibauk Daflwur, dell'Institut des Hautes Etudes
Scientifiques di Bures-sur-Yvette (Francia), e Sergey
SoIodukhifi dell'Internanonal University Bremen (Germania).
Secondo i due scienziati, alcuni buchi neri sarebbero in realtà
«wormhole»,
cioè cunicoli spazio-temporali.
Un buco nero è un oggetto che
possiede forza di gravità così intensa che nulla, neppure la
luce, può sfuggire al di là di un confine chiamato «orizzonte
degli eventi".
Wormhole (buco di tarlo), invece, è un modo pittoresco per
definire un fenomeno fisico noto come Ponte dì Einstein-Rosen,
dove condizioni particolari della materia deformano lo
spaziotempo creando una sorta di scorciatoia da un punto dell'UniVerso
a un altro; un qualsiasi oggetto che entrasse nel cunicolo
porrebbe spostarsi tra due luoghi dello spazio in un tempo molto
inferiore a quello che la luce impiegherebbe attraverso lo
Spazio normale.
Secondo alcune ipotesi, i wormhole
verrebbero prodotti da materia esotica (particelle subatomiche);
secondo altre teorie, anche la materia normale potrebbe portare
alla loro formazione.
Damour e Solodukhin sostengono che
è facile scambiare un wormhole con un buco
nero: la materia vicino a un cunicolo spazio-temporale,
per esempio, sì comporta come quella nei pressi di un buco nero,
ed entrambi distorcono lo spazio interno.
Un metodo per distinguere i due fenomeni consiste nello studio
di particolari particelle che solo i buchi neri producono, la
radiazione di Hawking; difficile però da evidenziare perché
debolissima.
Al momento, quindi, prima di poter
viaggiare in punti remoti dello spazio, o in
Universi paralleli,
bisognerà aspettare un modo sicuro di identificare un wormhole.
Il rischio, altrimenti, sarebbe quello di finire distrutti nelle
«fauci» di un buco nero.
By Luigi Bignami – Panorama n° 21 – Mag 2007
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Link in
italiano
http://it.wikipedia.org/wiki/Buco_nero
http://web.tiscali.it/buchineri/
www.ildiogene.it/EncyPages/Ency=buconero.html
http://digilander.libero.it/jacopo2/buchineri.htm
www.vialattea.net/hubble/indici/buchineri.htm
www.ips.it/scuola/concorso/taramelli/Allais.htm
www.pd.astro.it/pianetav/L23_04S.html
www.astrosurf.com/cosmoweb/documenti/buchineri.html
http://digilander.libero.it/astronomiaa/buchi neri.htm
www.bo.astro.it/sait/spigolature/spigo101base.html
Link in
inglese
http://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/category/exotic/black
hole/
http://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/2001/03/
http://antwrp.gsfc.nasa.gov/htmltest/rjn_bht.html
www.damtp.cam.ac.uk/user/gr/public/bh_home.html
www.spacetelescope.org/science/black_holes.html
www.galacticsurf.com/trounoirGB.htm
http://archive.ncsa.uiuc.edu/Cyberia/NumRel/BlackHoles.html
http://cosmology.berkeley.edu/Education/BHfaq.html
www.eclipse.net/~cmmiller/BH/blkmain.html
www.noao.edu/noao/staff/lauer/nuker.html
31 maggio 2004
Scoperti 30
nuovi buchi neri
Trenta buchi neri supermassivi, che fino a oggi erano sfuggiti
agli astronomi, sono stati individuati da un gruppo di
ricercatori europei. Gli studiosi, coordinati da Paolo Padovani
dell’Osservatorio dell’Europa meridionale di Monaco e dello
“Space Telescope-European Coordinating Facility”, si sono
serviti dell’Osservatorio astrofisico virtuale Avo, ossia hanno
utilizzato contemporaneamente immagini provenienti dal
telescopio spaziale Hubble, dal Very Large telescope
dell’Agenzia spaziale europea, dall’Osservatorio Chandra della
Nasa e dal telescopio dell’Europa meridionale di Monaco.
La
scoperta, che sarà pubblicata sulla rivista “Astronomy Astrophysics”, indica anche che fino a oggi potrebbe essere
stato sottostimato il numero di buchi neri presenti
nell’Universo.
Immagini a
http://www.spacetelescope.org/news/html/heic0409.html
Tratto da Il sole24ore.com
10mila buchi neri nella via lattea
Il più grande
sciame di buchi neri, composto da almeno 10.000 di questi
oggetti ancora misteriosi, è stato osservato nella Via Lattea.
Questa concentrazione di buchi neri, la più grande mai osservata
nella nostra galassia, sta orbitando attorno al gigantesco buco
nero che si trova al centro della Via Lattea.
La scoperta, che si deve al telescopio spaziale americano per
l'astronomia a raggi X Chandra, è stata annunciata oggi nel
congresso della Società Americana di Astronomia in corso in
California, a San Diego, ed è in via di pubblicazione sulla
rivista Astrophysical Journal Letters.
BIBLIOGRAFIA ITALIANA
Jim Al-Khalilli, buchi neri, wormholes e macchine del tempo,
Dedalo, 2004
John Taylor, I buchi neri. La fine dell'universo?, Eco,
Milano, 2002
Stephen Hawking, buchi neri e universi neonati. E altri saggi,
Rizzoli, 2000
Stephen Hawking, Dal big bang ai buchi neri. Breve storia del
tempo, Rizzoli, 2000
Mitchell Begelman, L'attrazione fatale della gravità. I buchi
neri dell'universo, Zanichelli, Bologna, 1997
John Gribbin, Costruire la macchina del tempo. Viaggio
attraverso i buchi neri e i cunicoli spazio-temporali,
Aporie, 1996
Giancarlo Bernardi, I buchi neri, TEN, Roma, 1996
Isaac Asimov, Pulsar, quasars e buchi neri, Editoriale
scienze, Trieste, 1994
Jean Pierre Luminet, I buchi neri, Nardi, Firenze, 1992
R. e H. Sexl, Nane bianche, buchi neri e stelle di neutroni,
Boringhieri, Torino
Harry L. Shipman, buchi neri, quasars e universo: le nuove
frontiere della moderna cosmologia, Zanichelli, Bologna,
1982
Robert M. Wald, Teoria del big bang e buchi neri,
Boringhieri, Torino, 1980
Nigel Henbert, L'avventura dell'universo.: stelle, galassie,
buchi neri..., Laterza, Bari, 1980
Remo Cantoni, Stelle cannibali: buchi neri e le singolarità
nude, Moizzi, Milano, 1976
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Bolle
di sapone cosmiche
(vedi foto in alto)
Questo modello dei buchi neri semplifica
notevolmente i calcoli
Da molti anni vi sono indizi che i
buchi neri, o quanto meno la
loro interfaccia fra l’insondabile interno e il resto
dell’universo, abbiano comportamenti simili a quelli di una
membrana. Approfondendo l’analogia formulata negli anni settanta
dall’astrofisico del Caltech Kip Thorne, Vitor Cardoso, dell’Università
del Mississippi, e Oscar Dias, del
Perimeter Institute in Canada, hanno pensato di ispirarsi
nel loro studio sui buchi neri alle forze di tensione
superficiale che tengono insieme le bolle di sapone, senza
pensare all'inizio di avere a disposizione nulla più di un
modello estremamente rozzo e semplificato. “Ciò
che ci ha stupito
– ha detto Dias –
è come un sistema complesso di equazioni come quelle di Einstein
possa essere modellizzato così bene dai fluidi e dalle loro
tensioni superficiali. L’approccio del paradigma della membrana
rende i calcoli molto più semplici e siamo rimasti esterrefatti
dall’ottima approssimazione che fornisce.”
Idue ricercatori hanno in particolare applicato il modello allo studio
delle “stringhe nere”, lunghi e sottili buchi neri, dimostrando
che questi strani oggetti cosmici possono frantumarsi in
frammenti più piccoli, esattamente come un filo d’acqua
sgocciolante può frangersi in molte piccole gocce.
La loro ricerca verrà pubblicata sul "Physical Review Letters",
il giornale ufficiale della American Physical Society.
© 1999 -
2006 Le Scienze S.p.A.
-
10.05.2006
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Uno sguardo all'interno dei Quasar;
le osservazioni sono state possibili grazie all'effetto "lente
gravitazionale" di alcune galassie e per la prima volta gli
astronomi sono riusciti a guardare dentro un quasar – gli
oggetti più brillanti dell'universo – trovando prove
dell’esistenza, al suo interno, di un buco nero. Il risultato,
ottenuto da ricercatori dell'Università dell'Ohio, è stato
riferito a un convegno dell’American Astronomical Society (AAS)
dedicato all’astrofisica delle alte energie tenuto a San
Francisco -
Tratto da: Le Scienze S.p.A - Ott. 2006
Commento NdR: presto scopriranno che i
Buchi
Neri esistono in
ogni stella e forse in ogni pianeta, cosi come esiste in ogni
atomo ed in ogni essere vivente, infatti all'interno dell'Ego/IO
degli esseri viventi vi e' un Buco nero
vedi:
Buchi neri ed effetto Lense - Thirring
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La nostra Galassia e' centromossa da un
BUCO NERO - Scoperto un secondo buco-nero al centro
della Via Lattea
Il nuovo oggetto,
classificato con la sigla IRS 13E, ha una massa di circa 1400
masse solari, molto meno rispetto all'altro buco-nero la cui
massa non supera i 4 milioni di masse solari.
IRS 13E si trova nelle vicinanze del centro galattico in una
zona dove si presume si sia formato un ammasso di stelle che si
muovono su orbite circolari attorno al buco-nero.
Grazie ai dati del sistema di ottiche adattive del Hokupa'a/QUIRC
dell'Osservatorio Gemini, un gruppo di ricercatori
franco/americani guidati da Jean-Pierre Maillard, dell'Istituto
di Astrofisica di Parigi, ha confermato l'associazione fisica
dell'ammasso di stelle con la sorgente infrarossa IRS 13E in
prossimità del centro della Galassia.
Gli astronomi hanno anche utilizzato
i dati dell'Hubble Space Telescope, dell'Osservatorio Chandra
per astronomia ai raggi-X, del telescopio Canada-France-Hawaii e
del Very Large Array in modo da coprire le varie bande dello
spettro elettromagnetico a completamento dei dati forniti da
Gemini.
I dati ottenuti con Gemini consistono di due sorgenti non
identificate, all'interno della sorgente IRS 13E.
Sette stelle individuali di grande massa sembrano associate a
quello che una volta doveva essere un grande ammasso di stelle
tenute insieme dalle interazioni gravitazionali a causa della
presenza di un buco-nero di massa intermedia dell'ordine di 1400
masse solari.Le stelle dell'ammasso, che si estende per circa
0,6 anni-luce, si muovono insieme, come in una giostra cosmica,
con una velocità di circa 280 Km/sec attorno al buco-nero.
Gli scienziati ritengono che l'ammasso sia il resto di una
associazione di stelle che un tempo era più estesa e che adesso
sta spiraleggiando verso il buco-nero centrale supermassivo,
cioè verso Sgr A, nel centro della Galassia.
Questa teoria spiegherebbe inoltre
l'esistenza di stelle di grande massa distribuite attorno al
centro della Via Lattea che si pensa siano state sottratte
all'ammasso dalle intense forze gravitazionali dovute al
buco-nero centrale.
By
Corrado Ruscica
Sitografia: Gemini Observatory -
www.gemini.edu - Institut d'Astrophysique de Paris:
www.iap.fr
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Come l'informazione sfugge ai buchi neri
Se si quantizza la gravità, dicono i ricercatori, lo
spazio-tempo diviene molto più ampio l'informazione può
riapparire in un futuro lontano dall'altro lato di quello che
prima pensavamo essere la fine dello spazio-tempo.
Un gruppo di ricercatori della
Pennsylvania State University ha identificato un meccanismo
attraverso cui l'informazione può essere recuperata dai buchi
neri,quelle regioni dello spazio la cui gravità è talmente
intensa da non lasciar sfuggire neppure un raggio di luce.
Negli anni settanta Hawking aveva mostrato che i buchi neri
evaporano attraverso processi quantistici, ma asseriva che
l'informazione in essi contenuta - in un certo qual senso,
quella relativa all'identità della materia inglobata - sarebbe
andata per sempre perduta. Questa affermazione sfidava la
meccanica quantistica, dato che uno dei principi di questa
teoria è proprio che l'informazione non possa essere distrutta.
Ciononostante, l'idea di Hawking fu generalmente accettata dai
fisici fino alla fine degli anni novanta, quando molti
iniziarono a dubitarne, tanto che nel 2004 Hawking stesso vi
aveva rinunciato. Tuttavia, nessuno era stato finora in grado di
prospettare un meccanismo plausibile attraverso cui
l'informazione potesse sfuggire al buco nero.
Ora il gruppo diretto da Abhay Ashtekar, ha scoperto tale
meccanismo. Per illustrarlo sull'ultimo numero delle "Physical
Review Letters", Ashtekar ha usato un'analogia con Alice nel
paese delle meraviglie: "Quando il gatto del Cheshire svanisce,
il suo sorriso rimane". "Noi pensiamo che accada qualcosa di
simile con i buchi neri. L'analisi di Hawking suggerisce che
alla fine della vita di un buco nero, quando sia completamente
evaporato, lasci dietro di sé una singolarità, una sorta di
punto finale dello spazio-tempo, che funge da 'pozzo' per
l'informazione irrecuperabile."
Ma Ashtekar e i suoi collaboratori Victor Taveras e Madhavan
Varadarajan suggeriscono che queste singolarità non esistano nel
mondo reale. "L'informazione sembra perduta solo perché abbiamo
guardato a una parte limitata dell'autentica meccanica
quantistica dello spazio-tempo", afferma Varadarajan. "Ma se
consideriamo la gravità quantistica, lo spazio-tempo diviene
molto più grande e c'è spazio sufficiente perché l'informazione
riappaia in un futuro lontano dall'altro lato di quello che
prima pensavamo essere la fine dello spazio-tempo."
Secondo Ashtekar, lo spazio-tempo non sarebbe un continuum, ma
sarebbe piuttosto formato da singoli blocchi: "Una volta che
capiamo che la nozione di spazio-tempo come continuo è solo
un'approssimazione della realtà, diventa chiaro che le
singolarità sono puri artifici della nostra insistenza a
descriverlo come un continuo."
Nel loro studio, i ricercatori hanno usato un modello
bidimensionale di un buco nero - che in realtà è
quadridimensionale - perché ciò permetteva l'uso di strumenti
matematici più semplici, ma osservano che le somiglianze fra il
loro modello bidimensionale e i buchi neri reali sono
sufficienti a ipotizzare che il meccanismo individuato valga
anche nelle quattro dimensioni, e ora sta cercando di sviluppare
metodi matematici applicabili anche al caso reale. (gg)
Tratto da:
http://lescienze.espresso.repubblica.it
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