1
00:00:00,000 --> 00:00:01,089
Salve, Spaceland

2
00:00:01,225 --> 00:00:02,144
Sono Matt Kleban.

3
00:00:02,164 --> 00:00:04,044
Sono un professore associato di fisica

4
00:00:04,044 --> 00:00:05,295
presso l'Università di New York

5
00:00:05,295 --> 00:00:07,132
e sono qui per rispondere
alle vostre domande.

6
00:00:07,132 --> 00:00:08,168
La prima domanda
è:

7
00:00:08,268 --> 00:00:11,064
I buchi neri hanno una grandezza massima?

8
00:00:11,064 --> 00:00:12,730
Beh, è una bella domanda.

9
00:00:12,730 --> 00:00:15,050
Ma prima di rispondere,
chiediamoci:

10
00:00:15,050 --> 00:00:16,290
Cosa intendiamo con 'grandezza'

11
00:00:16,290 --> 00:00:17,438
nel caso di un buco nero'?

12
00:00:17,438 --> 00:00:20,230
La grandezza di un buco nero è determinata

13
00:00:20,230 --> 00:00:22,550
dal raggio dell'orizzonte degli eventi.

14
00:00:22,550 --> 00:00:24,790
I buchi neri sono delle regioni dalle quali

15
00:00:24,790 --> 00:00:26,656
neanche la luce può sfuggire.

16
00:00:26,656 --> 00:00:27,837
Da questa regione,

17
00:00:27,837 --> 00:00:29,797
la quale ha una certa grandezza,

18
00:00:29,797 --> 00:00:31,797
non può fuoriuscire nessun tipo di luce.

19
00:00:31,797 --> 00:00:33,955
Il limite di questa regione è detto "orizzonte degli eventi"

20
00:00:33,955 --> 00:00:35,483
e ha un raggio e una grandezza.

21
00:00:35,483 --> 00:00:36,483
Questo è cio che intendiamo con

22
00:00:36,483 --> 00:00:37,863
grandezza di un buco nero.

23
00:00:37,863 --> 00:00:39,751
In realtà, il raggio dell'orizzonte degli eventi,

24
00:00:39,751 --> 00:00:41,491
ovvero la grandezza del buco nero,

25
00:00:41,491 --> 00:00:42,583
è proporzionale

26
00:00:42,583 --> 00:00:44,423
alla quantità di materia ed energia

27
00:00:44,423 --> 00:00:45,866
da questo assorbita.

28
00:00:45,866 --> 00:00:48,096
Infatti, se avessimo accesso ad

29
00:00:48,096 --> 00:00:50,586
una quantità infinita di materia ed energia,

30
00:00:50,586 --> 00:00:52,758
potremmo continuare ad alimentare il buco nero,

31
00:00:52,758 --> 00:00:54,738
e questo diventerebbe sempre più grande.

32
00:00:54,738 --> 00:00:56,020
In tal senso, non ha limiti.

33
00:00:56,289 --> 00:00:57,289
Ma, naturalmente,

34
00:00:57,289 --> 00:00:58,619
nell'universo in cui viviamo,

35
00:00:58,619 --> 00:01:00,226
non abbiamo accesso ad

36
00:01:00,226 --> 00:01:01,951
una quantità infinita di materia ed energia.

37
00:01:02,021 --> 00:01:03,451
E, anche se in qualche modo

38
00:01:03,451 --> 00:01:05,511
potessimo esplorare tutto l'universo e

39
00:01:05,511 --> 00:01:07,256
raccogliere tutta la quantità di energia in esso presente,

40
00:01:07,256 --> 00:01:08,546
anche se facessimo questo,

41
00:01:08,546 --> 00:01:10,044
avremmo ancora una grandezza massima

42
00:01:10,044 --> 00:01:12,202
perchè esiste una quantità finita di materia ed energia

43
00:01:12,202 --> 00:01:13,657
che è possibile raccogliere nell'universo.

44
00:01:13,827 --> 00:01:15,480
Questa grandezza sarebbe

45
00:01:15,480 --> 00:01:19,470
una frazione della grandezza dell'universo oggi.

46
00:01:19,470 --> 00:01:21,980
Quindi, potrebbe richiedere miliardi di anni luce forse,

47
00:01:21,980 --> 00:01:23,120
per essere molto ma molto grande,

48
00:01:23,120 --> 00:01:25,208
ma avrebbe ugualmente una grandezza finita.

49
00:01:25,718 --> 00:01:26,890
Seconda domanda:

50
00:01:26,890 --> 00:01:28,926
La materia può esistere senza lo spazio?

51
00:01:29,394 --> 00:01:32,380
Questa è una bella domanda e molto difficile.

52
00:01:33,279 --> 00:01:35,820
La risposta sincera è: non ne siamo certi.

53
00:01:35,960 --> 00:01:39,596
Ma, possiamo dire che abbiamo una teoria che collega

54
00:01:39,596 --> 00:01:42,175
la materia allo spazio, e anche al tempo.

55
00:01:42,995 --> 00:01:45,594
Anche se non pensiamo che questa teoria

56
00:01:45,594 --> 00:01:47,693
dia una descrizione esatta del mondo,

57
00:01:47,693 --> 00:01:48,982
è la migliore che abbiamo.

58
00:01:49,052 --> 00:01:50,961
Questa teoria si chiama "relatività generale".

59
00:01:51,191 --> 00:01:53,361
Questa teoria è stata scoperta

60
00:01:53,361 --> 00:01:56,141
da Albert Einstein più o meno nel 1916.

61
00:01:56,821 --> 00:01:59,491
Secondo Einstein, esiste un'equazione,

62
00:01:59,491 --> 00:02:01,121
in realtà una serie di equazioni,

63
00:02:01,121 --> 00:02:02,675
definite "equazioni di Einstein",

64
00:02:02,865 --> 00:02:04,335
che collegano la materia

65
00:02:04,335 --> 00:02:05,965
allo spazio e al tempo.

66
00:02:06,225 --> 00:02:09,098
Pare che sia possibile risolvere queste equazioni

67
00:02:09,098 --> 00:02:10,442
quando non c'è materia.

68
00:02:10,442 --> 00:02:12,858
È possibile avere zero materia e zero energia

69
00:02:12,908 --> 00:02:14,538
ma avere ancora spazio e tempo.

70
00:02:14,938 --> 00:02:16,923
Ma non è possibile risolvere queste equazioni

71
00:02:17,892 --> 00:02:19,282
quando la materia è presente,

72
00:02:19,282 --> 00:02:20,852
senza però lo spazio e il tempo.

73
00:02:21,062 --> 00:02:21,852
In altre parole,

74
00:02:21,852 --> 00:02:23,914
possiamo avere spazio e tempo senza materia

75
00:02:23,914 --> 00:02:26,217
ma, almeno secondo le equazioni di Einstein,

76
00:02:26,217 --> 00:02:28,781
non possiamo avere materia senza spazio e tempo.

77
00:02:28,781 --> 00:02:31,173
Non pensiamo che questa sia la conclusione.

78
00:02:31,173 --> 00:02:33,865
Non pensiamo che queste siano le vere leggi della fisica.

79
00:02:33,995 --> 00:02:36,965
È possibile che le leggi della fisica, qualsiasi cosa siano,

80
00:02:37,052 --> 00:02:40,000
permettano alla materia di esistere senza spazio.

81
00:02:40,476 --> 00:02:42,226
Ma, almeno per il momento,

82
00:02:42,226 --> 00:02:43,803
penso che la risposta sia no.

83
00:02:43,803 --> 00:02:46,003
Per quanto ne sappiamo non è possibile.

84
00:02:46,203 --> 00:02:47,548
Terza domanda:

85
00:02:47,548 --> 00:02:49,891
Se riuscissimo a risolvere il problema

86
00:02:49,891 --> 00:02:50,608
dell'energia infinita

87
00:02:50,608 --> 00:02:51,915
per quanto riguarda il moto della luce

88
00:02:51,915 --> 00:02:54,522
e viaggiare attraverso lo spazio a C (velocità della luce),

89
00:02:54,522 --> 00:02:56,492
per via della dilatazione del tempo,

90
00:02:56,492 --> 00:02:58,304
significherebbe che dal nostro punto di vista,

91
00:02:58,304 --> 00:02:59,764
viaggiare in qualsiasi luogo sarebbe istantaneo?

92
00:02:59,924 --> 00:03:00,946
E di conseguenza,

93
00:03:00,946 --> 00:03:02,308
questo significerebbe che in realtà

94
00:03:02,308 --> 00:03:03,635
esisteremmo in tutti i punti del nostro vettore

95
00:03:03,635 --> 00:03:04,222
allo stesso tempo?

96
00:03:04,810 --> 00:03:06,510
Questa è un'altra bella domanda.

97
00:03:06,905 --> 00:03:08,525
La ragione di questa domanda è

98
00:03:08,525 --> 00:03:11,015
che quando ci muoviamo molto velocemente,

99
00:03:11,015 --> 00:03:12,467
e molto vicino alla velocità della luce,

100
00:03:12,672 --> 00:03:13,672
si verifica un fenomeno chiamato

101
00:03:13,672 --> 00:03:14,693
"dilatazione del tempo",

102
00:03:15,143 --> 00:03:17,763
il che significa che se ci muoviamo quasi

103
00:03:17,763 --> 00:03:18,953
alla velocità della luce,

104
00:03:18,953 --> 00:03:20,833
non passerà molto tempo.

105
00:03:21,102 --> 00:03:22,142
Per esempio,

106
00:03:22,142 --> 00:03:24,252
se viaggiamo dalla Terra fino ad Alpha Centauri

107
00:03:24,252 --> 00:03:25,432
su una navicella spaziale che si muove

108
00:03:25,432 --> 00:03:26,872
quasi alla velocità della luce,

109
00:03:26,872 --> 00:03:28,158
allora significa che per noi

110
00:03:28,158 --> 00:03:29,295
sarà passato poco tempo.

111
00:03:29,295 --> 00:03:30,601
Non invecchieremmo molto.

112
00:03:30,601 --> 00:03:31,867
Le lancette dei nostri orologi

113
00:03:31,867 --> 00:03:33,104
non andranno molto avanti.

114
00:03:33,104 --> 00:03:34,175
Le persone sulla Terra e

115
00:03:34,175 --> 00:03:34,847
quelle su Alpha Centauri

116
00:03:34,847 --> 00:03:36,159
ci guarderanno durante il nostro viaggio

117
00:03:36,159 --> 00:03:37,503
e diranno che abbiamo impiegato

118
00:03:37,503 --> 00:03:38,657
almeno un paio d'anni

119
00:03:38,657 --> 00:03:39,591
per fare questo viaggio.

120
00:03:39,591 --> 00:03:40,471
Ma per noi,

121
00:03:40,471 --> 00:03:41,311
potrebbe essere passato

122
00:03:41,311 --> 00:03:42,091
un breve lasso di tempo.

123
00:03:42,091 --> 00:03:43,091
La cosa interessante è che

124
00:03:43,091 --> 00:03:44,983
parliamo di teoria della relatività,

125
00:03:44,983 --> 00:03:46,263
e ogni cosa dovrebbe essere relativa

126
00:03:46,263 --> 00:03:47,603
in base alla prospettiva dell'osservatore,

127
00:03:47,603 --> 00:03:48,713
quindi, potreste chiedervi:

128
00:03:48,713 --> 00:03:50,354
Com'è possibile che riusciamo a fare

129
00:03:50,354 --> 00:03:51,601
questo viaggio in così poco tempo?

130
00:03:52,063 --> 00:03:55,573
E la risposta è nel "sistema di riferimento".

131
00:03:55,693 --> 00:03:57,949
Se viaggiamo in una macchina sull'autostrada,

132
00:03:57,949 --> 00:04:00,129
vediamo edifici, alberi e cose simili

133
00:04:00,129 --> 00:04:01,610
lungo la strada

134
00:04:01,610 --> 00:04:03,624
venire verso di noi a 60 km/h.

135
00:04:03,624 --> 00:04:04,885
Mentre noi siamo fermi,

136
00:04:04,885 --> 00:04:05,837
gli alberi e gli edifici

137
00:04:05,837 --> 00:04:06,589
vengono versono di noi.

138
00:04:06,589 --> 00:04:07,786
Questo è il sistema di riferimento.

139
00:04:07,956 --> 00:04:09,066
Nella navicella spaziale,

140
00:04:09,066 --> 00:04:09,746
noi siamo fermi,

141
00:04:09,746 --> 00:04:10,633
e Alpha Centauri

142
00:04:10,633 --> 00:04:12,140
si sta dirigendo verso di noi.

143
00:04:12,140 --> 00:04:13,648
La velocità alla quale viene verso di noi è

144
00:04:13,648 --> 00:04:14,968
vicina a quella della velocità della luce.

145
00:04:14,968 --> 00:04:15,810
Non può essere maggiore.

146
00:04:15,810 --> 00:04:16,802
Non può andare più veloce

147
00:04:16,802 --> 00:04:17,355
della velocità della luce.

148
00:04:17,615 --> 00:04:19,339
Ma verrà verso di noi ad una velocità

149
00:04:19,339 --> 00:04:20,463
vicina a quella della luce.

150
00:04:20,563 --> 00:04:22,226
La ragione per cui facciamo questo viaggio

151
00:04:22,226 --> 00:04:23,900
in un lasso di tempo così breve,

152
00:04:23,900 --> 00:04:26,784
è da ricondurre ad un altro strano fenomeno

153
00:04:26,784 --> 00:04:29,326
della relatività chiamato "contrazione di Lorenz":

154
00:04:29,326 --> 00:04:31,891
le distanze si riducono.

155
00:04:31,891 --> 00:04:33,500
Le distanze sembrano più brevi

156
00:04:33,500 --> 00:04:35,240
quando gli oggetti si muovono velocemente.

157
00:04:35,560 --> 00:04:37,420
La distanza che misureremmo

158
00:04:37,420 --> 00:04:38,520
tra noi ed Alpha Centauri,

159
00:04:38,520 --> 00:04:39,332
è molto più breve

160
00:04:39,332 --> 00:04:41,308
della distanza che una persona immobile

161
00:04:41,308 --> 00:04:42,489
misurerebbe sulla Terra.

162
00:04:42,489 --> 00:04:43,919
Ecco come siamo in grado di viaggiare

163
00:04:43,919 --> 00:04:46,161
in un così breve lasso di tempo.

164
00:04:46,161 --> 00:04:47,468
Quindi, per rispondere alla domanda:

165
00:04:47,468 --> 00:04:50,602
se ogni cosa fosse immediata nel limite,

166
00:04:50,602 --> 00:04:52,336
quando ci muoviamo alla velocità della luce,

167
00:04:52,336 --> 00:04:53,277
la risposta è si.

168
00:04:53,277 --> 00:04:54,230
Perchè nel limite

169
00:04:54,230 --> 00:04:55,293
in cui ci stiamo muovendo

170
00:04:55,293 --> 00:04:56,131
alla velocità della luce,

171
00:04:56,131 --> 00:04:58,661
durante il viaggio per noi il tempo non passa.

172
00:04:58,661 --> 00:04:59,701
E dal nostro punto di vista,

173
00:04:59,701 --> 00:05:00,844
non esiste una distanza

174
00:05:00,844 --> 00:05:02,547
tra la Terra e Alpha Centauri.

175
00:05:02,767 --> 00:05:04,141
Ecco come riusciamo ad

176
00:05:04,141 --> 00:05:05,585
attraversarla in un istante.

177
00:05:05,600 --> 00:05:06,435
Quindi si.

178
00:05:06,435 --> 00:05:07,334
Saremmo ovunque

179
00:05:07,334 --> 00:05:09,353
tra la Terra e Alpha Centauri

180
00:05:09,353 --> 00:05:10,733
allo stesso tempo in un istante.

181
00:05:11,402 --> 00:05:13,122
Grazie per le fantastiche domande.

182
00:05:13,122 --> 00:05:14,002
Se ci sono altre domande

183
00:05:14,002 --> 00:05:15,232
per il prossimo esperto,

184
00:05:15,232 --> 00:05:16,832
lasciatele nei commenti qui sotto.