I buchi neri - teoria di Hawking

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Descrizione

La teoria quantistica dei buchi neri sembra condurre a un nuovo livello di imprevedibilità in fisica, oltre all'indeterminazione abitualmente associata alla meccanica quantistica. Ciò si deve al fatto che i buchi neri sembrano avere un entropia intrinseca e perdere informazioni dalla nostra regione dell'universo. Dovrei dire che queste sono tesi controverse: molte persone che lavorano sulla gravità quantistica, compresi quasi tutti coloro che sono entrati: in questo campo provenendo dalla fisica delle particelle, rifiuterebbero istintivamente l'idea che si possa perdere informazioni sullo stato quantico di un sistema.

Tipologia

Superiori

Testo completo

La teoria quantistica dei buchi neri sembra condurre a un nuovo livello di imprevedibilità in fisica, oltre all'indeterminazione abitualmente associata alla meccanica quantistica. Ciò si deve al fatto che i buchi neri sembrano avere un entropia intrinseca e perdere informazioni dalla nostra regione dell'universo.
Dovrei dire che queste sono tesi controverse: molte persone che lavorano sulla gravità quantistica, compresi quasi tutti coloro che sono entrati: in questo campo provenendo dalla fisica delle particelle, rifiuterebbero istintivamente l'idea che si possa perdere informazioni sullo stato quantico di un sistema. Essi hanno avuto però ben poco successo nei loro tentativi di mostrare come si possano estrarre informazioni da un buco nero. Io credo che saranno infine costretti ad accettare il mio suggerimento che l'informazione è andata perduta, così come sono stati costretti ad ammettere che i buchi neri irraggiano, cosa che era contraria a tutti i loro preconcetti .Il fatto che la gravità sia attrattiva significa che tenderà a formare concentrazioni di materia, le quali daranno origine a oggetti come stelle e galassie.

Queste possono resistere per un certo tempo alla tendenza a un ulteriore contrazione grazie alla pressione termica nel caso delle stelle, o alla rotazione e a moti interni nel caso di galassie. Col tempo, però, il calore o il momento angolare si dissipano e l'oggetto comincia a contrarsi se la massa è inferiore a una volta e mezzo circa la massa del Sole, la contrazione può essere arrestata dalla pressione di degenerazione di elettroni o neutroni. L'oggetto si stabilizzerà nella forma, rispettivamente, di una nana bianca o di una stella di neutroni. Se invece la massa è superiore a questo limite, non c e nulla che possa arrestarne la contrazione e impedirle di continuare a contrarsi. Una volta che il volume di questo oggetto sia diminuito al di sotto di una certa grandezza critica, il campo gravitazionale alla sua superficie sarà così intenso che i coni di luce saranno orientati verso l'interno... .Potete vedere che persino i raggi che riescono a uscire sono inclinati l'uno verso l'altro e sono perciò convergenti anziché divergenti. Ciò significa che c’è una superficie intrappolata chiusa.. Deve esserci quindi una regione dello spazio I tempo da cui non è possibile evadere all'infinito. Questa regione viene detta buco nero. Il suo confine è chiamato l'orizzonte degli eventi ed è una superficie nulla formata dai raggi di luce che non riescono per una inezia a sfuggire verso l'esterno. Quando un corpo collassa a formare un buco nero, va perduta una grande quantità di informazioni. Questa perdita di informazione non aveva in realtà molta importanza nella teoria classica. Si potrebbe dire che tutta 1' informazione sul corpo collassante era ancora contenuta all'interno del buco nero.

La teoria quantistica cambiò però tutto questo. Innanzitutto il corpo in collasso emetteva - prima di attraversare l'orizzonte degli eventi - solo un numero limitato di fotoni, i quali erano insufficienti a trasportare tutta l'informazione sul corpo stesso. Ciò significa che, nella teoria quantistica un osservatore esterno non ha alcun modo per misurare lo stato del corpo collassato. Si potrebbe anche non attribuire una grande importanza a questo fatto, dato che l'informazione sarebbe ancora contenuta nel buco nero, nonostante l'impossibilità di misurarla dall'esterno. Ma a questo punto interviene il secondo effetto della teoria quantistica dei buchi neri. La teoria quantistica comporta un'irradiazione e perdita di massa dei buchi neri. Pare che essi siano destinati a sparire infine completamente, portando con sé l'informazione contenuta al loro interno.