Cosa sbagliano gli scienziati sui buchi neri?

Cosa sbagliano gli scienziati sui buchi neri?

Un buco nero è uno dei fenomeni più affascinanti dell’universo e uno dei più fraintesi. La singolarità di un buco nero non è dove o quando ci aspettiamo di trovarlo. Scrive Carlo Rovelli.

La geometria dello spazio all'interno di un buco nero, laggiù nel cieco mondo sottostante, è sorprendentemente simile a quella dell'Inferno di Dante. Pensa a un imbuto molto lungo. In qualsiasi momento, l'interno di un buco nero può essere visualizzato come questo imbuto. Più vecchio è il buco nero, più allungato è il suo interno.

Sarà enorme, ma la lunghezza dell'imbuto non è infinita: in fondo c'è la stella che è collassata su se stessa creando il cratere.

A differenza dell'Inferno di Dante, che per quanto ne sappiamo rimane identico, l'imbuto all'interno di un buco nero si allunga e si restringe nel tempo.

Immagine 2

Nel profondo dove cadiamo, ci sono regioni in cui la distorsione spazio-temporale è estremamente forte.

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Ma il diavolo è nei dettagli. Vediamo esattamente dove le equazioni smettono di funzionare. Noto. Questi sono i dettagli che hanno causato più confusione tra gli scienziati.

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Qui ci aspettiamo che intervengano effetti quantistici, come accade in condizioni estreme. Le equazioni di Einstein non tengono conto di tali fenomeni. Li ignorano.

La teoria di Einstein non ci aiuta più. Chiamiamo queste regioni “singolarità”.

Ma il diavolo è nei dettagli. Vediamo esattamente dove le equazioni smettono di funzionare. Noto. Questi sono i dettagli che hanno causato più confusione tra gli scienziati.


Con buchi neri

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Potrebbe sembrare naturale pensare che succedano cose strane in fondo all’imbuto, in fondo centro Dal buco nero.

Ma non è così. Al centro dell'imbuto c'è solo la stella cadente; Non siamo in una zona di esclusività. Qui le equazioni funzionano ancora.

tempo . . . È sempre il nocciolo della questione. Laggiù il tempo rallentava drammaticamente. Fuori potrebbero essere passati milioni di anni, mentre sotto sono passati solo pochi millisecondi. . . La stella sta ancora cadendo sul fondo del lungo imbuto, che si allarga e si restringe, perché non è trascorsa più di una frazione di secondo nel suo tempo. Quindi la regione dove le deformazioni diventano infinite, dove le equazioni di Einstein smettono di funzionare, è la regione interessante. . . Non lì!

Allora dov'è?

È nel futuro. È ciò che accade dopo l'intervallo mostrato nell'ultima immagine. È nell'area grigia nell'immagine qui sotto.

Immagine 3

Man mano che il diametro dell'imbuto si restringe, il cilindro diventa più curvo, come un rotolo avvolto più strettamente. Più stretto è l'imbuto, maggiore è la distorsione dello spazio-tempo. Quando questa raggiunge la fatidica “scala di Planck”, la scala alla quale ci aspetteremmo che lo spazio e il tempo siano seriamente influenzati dai fenomeni quantistici, entriamo nella regione in cui questi fenomeni indicano una violazione delle equazioni di Einstein.

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Quindi la regione dove le deformazioni diventano infinite, dove le equazioni di Einstein smettono di funzionare, è la regione interessante. . . Non lì!

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Se ignoriamo questi fenomeni e ci fidiamo della teoria di Einstein, le equazioni prevedono che lo schiacciamento dello spazio continuerà fino a quando non si verificherà la catastrofe: il tubo lungo e sottile diventa sempre più lungo e sottile finché non viene compresso in un'unica linea.

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Allora è tutto. Lo spazio è crollato e il tempo è finito. Se accettiamo la teoria di Einstein, il tempo finisce qui.

Quindi si trova la regione di singolarità, la regione quantistica futuroIl tubo viene compresso in una linea e diventa infinitamente lungo. Il buco nero non si trova al centro della sfera, come purtroppo molti credono. Al centro c'è solo la stella cadente. Questo malinteso è una delle principali fonti di confusione sul destino dei buchi neri.

In altre parole, per capire cosa succede in un buco nero, non dovremmo pensare a un cono stazionario con una singolarità al centro. Bisogna pensarlo come un lungo tubo con in fondo la stella che lo ha generato: il tubo diventa più lungo e più sottile e in futuro verrà compresso in una linea. La singolarità non è al centro; quello Dopo. Questa è la chiave della storia.

Questo pezzo è un estratto dal libro di Carlo Rovelli: Buchi bianchi

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