WEBVTT

00:00:00.000 --> 00:00:01.089
Salve, Spaceland

00:00:01.225 --> 00:00:02.144
Sono Matt Kleban.

00:00:02.164 --> 00:00:04.044
Sono un professore associato di fisica

00:00:04.044 --> 00:00:05.295
presso l'Università di New York

00:00:05.295 --> 00:00:07.132
e sono qui per rispondere
alle vostre domande.

00:00:07.132 --> 00:00:08.168
La prima domanda
è:

00:00:08.268 --> 00:00:11.064
I buchi neri hanno una grandezza massima?

00:00:11.064 --> 00:00:12.730
Beh, è una bella domanda.

00:00:12.730 --> 00:00:15.050
Ma prima di rispondere,
chiediamoci:

00:00:15.050 --> 00:00:16.290
Cosa intendiamo con 'grandezza'

00:00:16.290 --> 00:00:17.438
nel caso di un buco nero'?

00:00:17.438 --> 00:00:20.230
La grandezza di un buco nero è determinata

00:00:20.230 --> 00:00:22.550
dal raggio dell'orizzonte degli eventi.

00:00:22.550 --> 00:00:24.790
I buchi neri sono delle regioni dalle quali

00:00:24.790 --> 00:00:26.656
neanche la luce può sfuggire.

00:00:26.656 --> 00:00:27.837
Da questa regione,

00:00:27.837 --> 00:00:29.797
la quale ha una certa grandezza,

00:00:29.797 --> 00:00:31.797
non può fuoriuscire nessun tipo di luce.

00:00:31.797 --> 00:00:33.955
Il limite di questa regione è detto "orizzonte degli eventi"

00:00:33.955 --> 00:00:35.483
e ha un raggio e una grandezza.

00:00:35.483 --> 00:00:36.483
Questo è cio che intendiamo con

00:00:36.483 --> 00:00:37.863
grandezza di un buco nero.

00:00:37.863 --> 00:00:39.751
In realtà, il raggio dell'orizzonte degli eventi,

00:00:39.751 --> 00:00:41.491
ovvero la grandezza del buco nero,

00:00:41.491 --> 00:00:42.583
è proporzionale

00:00:42.583 --> 00:00:44.423
alla quantità di materia ed energia

00:00:44.423 --> 00:00:45.866
da questo assorbita.

00:00:45.866 --> 00:00:48.096
Infatti, se avessimo accesso ad

00:00:48.096 --> 00:00:50.586
una quantità infinita di materia ed energia,

00:00:50.586 --> 00:00:52.758
potremmo continuare ad alimentare il buco nero,

00:00:52.758 --> 00:00:54.738
e questo diventerebbe sempre più grande.

00:00:54.738 --> 00:00:56.020
In tal senso, non ha limiti.

00:00:56.289 --> 00:00:57.289
Ma, naturalmente,

00:00:57.289 --> 00:00:58.619
nell'universo in cui viviamo,

00:00:58.619 --> 00:01:00.226
non abbiamo accesso ad

00:01:00.226 --> 00:01:01.951
una quantità infinita di materia ed energia.

00:01:02.021 --> 00:01:03.451
E, anche se in qualche modo

00:01:03.451 --> 00:01:05.511
potessimo esplorare tutto l'universo e

00:01:05.511 --> 00:01:07.256
raccogliere tutta la quantità di energia in esso presente,

00:01:07.256 --> 00:01:08.546
anche se facessimo questo,

00:01:08.546 --> 00:01:10.044
avremmo ancora una grandezza massima

00:01:10.044 --> 00:01:12.202
perchè esiste una quantità finita di materia ed energia

00:01:12.202 --> 00:01:13.657
che è possibile raccogliere nell'universo.

00:01:13.827 --> 00:01:15.480
Questa grandezza sarebbe

00:01:15.480 --> 00:01:19.470
una frazione della grandezza dell'universo oggi.

00:01:19.470 --> 00:01:21.980
Quindi, potrebbe richiedere miliardi di anni luce forse,

00:01:21.980 --> 00:01:23.120
per essere molto ma molto grande,

00:01:23.120 --> 00:01:25.208
ma avrebbe ugualmente una grandezza finita.

00:01:25.718 --> 00:01:26.890
Seconda domanda:

00:01:26.890 --> 00:01:28.926
La materia può esistere senza lo spazio?

00:01:29.394 --> 00:01:32.380
Questa è una bella domanda e molto difficile.

00:01:33.279 --> 00:01:35.820
La risposta sincera è: non ne siamo certi.

00:01:35.960 --> 00:01:39.596
Ma, possiamo dire che abbiamo una teoria che collega

00:01:39.596 --> 00:01:42.175
la materia allo spazio, e anche al tempo.

00:01:42.995 --> 00:01:45.594
Anche se non pensiamo che questa teoria

00:01:45.594 --> 00:01:47.693
dia una descrizione esatta del mondo,

00:01:47.693 --> 00:01:48.982
è la migliore che abbiamo.

00:01:49.052 --> 00:01:50.961
Questa teoria si chiama "relatività generale".

00:01:51.191 --> 00:01:53.361
Questa teoria è stata scoperta

00:01:53.361 --> 00:01:56.141
da Albert Einstein più o meno nel 1916.

00:01:56.821 --> 00:01:59.491
Secondo Einstein, esiste un'equazione,

00:01:59.491 --> 00:02:01.121
in realtà una serie di equazioni,

00:02:01.121 --> 00:02:02.675
definite "equazioni di Einstein",

00:02:02.865 --> 00:02:04.335
che collegano la materia

00:02:04.335 --> 00:02:05.965
allo spazio e al tempo.

00:02:06.225 --> 00:02:09.098
Pare che sia possibile risolvere queste equazioni

00:02:09.098 --> 00:02:10.442
quando non c'è materia.

00:02:10.442 --> 00:02:12.858
È possibile avere zero materia e zero energia

00:02:12.908 --> 00:02:14.538
ma avere ancora spazio e tempo.

00:02:14.938 --> 00:02:16.923
Ma non è possibile risolvere queste equazioni

00:02:17.892 --> 00:02:19.282
quando la materia è presente,

00:02:19.282 --> 00:02:20.852
senza però lo spazio e il tempo.

00:02:21.062 --> 00:02:21.852
In altre parole,

00:02:21.852 --> 00:02:23.914
possiamo avere spazio e tempo senza materia

00:02:23.914 --> 00:02:26.217
ma, almeno secondo le equazioni di Einstein,

00:02:26.217 --> 00:02:28.781
non possiamo avere materia senza spazio e tempo.

00:02:28.781 --> 00:02:31.173
Non pensiamo che questa sia la conclusione.

00:02:31.173 --> 00:02:33.865
Non pensiamo che queste siano le vere leggi della fisica.

00:02:33.995 --> 00:02:36.965
È possibile che le leggi della fisica, qualsiasi cosa siano,

00:02:37.052 --> 00:02:40.000
permettano alla materia di esistere senza spazio.

00:02:40.476 --> 00:02:42.226
Ma, almeno per il momento,

00:02:42.226 --> 00:02:43.803
penso che la risposta sia no.

00:02:43.803 --> 00:02:46.003
Per quanto ne sappiamo non è possibile.

00:02:46.203 --> 00:02:47.548
Terza domanda:

00:02:47.548 --> 00:02:49.891
Se riuscissimo a risolvere il problema

00:02:49.891 --> 00:02:50.608
dell'energia infinita

00:02:50.608 --> 00:02:51.915
per quanto riguarda il moto della luce

00:02:51.915 --> 00:02:54.522
e viaggiare attraverso lo spazio a C (velocità della luce),

00:02:54.522 --> 00:02:56.492
per via della dilatazione del tempo,

00:02:56.492 --> 00:02:58.304
significherebbe che dal nostro punto di vista,

00:02:58.304 --> 00:02:59.764
viaggiare in qualsiasi luogo sarebbe istantaneo?

00:02:59.924 --> 00:03:00.946
E di conseguenza,

00:03:00.946 --> 00:03:02.308
questo significerebbe che in realtà

00:03:02.308 --> 00:03:03.635
esisteremmo in tutti i punti del nostro vettore

00:03:03.635 --> 00:03:04.222
allo stesso tempo?

00:03:04.810 --> 00:03:06.510
Questa è un'altra bella domanda.

00:03:06.905 --> 00:03:08.525
La ragione di questa domanda è

00:03:08.525 --> 00:03:11.015
che quando ci muoviamo molto velocemente,

00:03:11.015 --> 00:03:12.467
e molto vicino alla velocità della luce,

00:03:12.672 --> 00:03:13.672
si verifica un fenomeno chiamato

00:03:13.672 --> 00:03:14.693
"dilatazione del tempo",

00:03:15.143 --> 00:03:17.763
il che significa che se ci muoviamo quasi

00:03:17.763 --> 00:03:18.953
alla velocità della luce,

00:03:18.953 --> 00:03:20.833
non passerà molto tempo.

00:03:21.102 --> 00:03:22.142
Per esempio,

00:03:22.142 --> 00:03:24.252
se viaggiamo dalla Terra fino ad Alpha Centauri

00:03:24.252 --> 00:03:25.432
su una navicella spaziale che si muove

00:03:25.432 --> 00:03:26.872
quasi alla velocità della luce,

00:03:26.872 --> 00:03:28.158
allora significa che per noi

00:03:28.158 --> 00:03:29.295
sarà passato poco tempo.

00:03:29.295 --> 00:03:30.601
Non invecchieremmo molto.

00:03:30.601 --> 00:03:31.867
Le lancette dei nostri orologi

00:03:31.867 --> 00:03:33.104
non andranno molto avanti.

00:03:33.104 --> 00:03:34.175
Le persone sulla Terra e

00:03:34.175 --> 00:03:34.847
quelle su Alpha Centauri

00:03:34.847 --> 00:03:36.159
ci guarderanno durante il nostro viaggio

00:03:36.159 --> 00:03:37.503
e diranno che abbiamo impiegato

00:03:37.503 --> 00:03:38.657
almeno un paio d'anni

00:03:38.657 --> 00:03:39.591
per fare questo viaggio.

00:03:39.591 --> 00:03:40.471
Ma per noi,

00:03:40.471 --> 00:03:41.311
potrebbe essere passato

00:03:41.311 --> 00:03:42.091
un breve lasso di tempo.

00:03:42.091 --> 00:03:43.091
La cosa interessante è che

00:03:43.091 --> 00:03:44.983
parliamo di teoria della relatività,

00:03:44.983 --> 00:03:46.263
e ogni cosa dovrebbe essere relativa

00:03:46.263 --> 00:03:47.603
in base alla prospettiva dell'osservatore,

00:03:47.603 --> 00:03:48.713
quindi, potreste chiedervi:

00:03:48.713 --> 00:03:50.354
Com'è possibile che riusciamo a fare

00:03:50.354 --> 00:03:51.601
questo viaggio in così poco tempo?

00:03:52.063 --> 00:03:55.573
E la risposta è nel "sistema di riferimento".

00:03:55.693 --> 00:03:57.949
Se viaggiamo in una macchina sull'autostrada,

00:03:57.949 --> 00:04:00.129
vediamo edifici, alberi e cose simili

00:04:00.129 --> 00:04:01.610
lungo la strada

00:04:01.610 --> 00:04:03.624
venire verso di noi a 60 km/h.

00:04:03.624 --> 00:04:04.885
Mentre noi siamo fermi,

00:04:04.885 --> 00:04:05.837
gli alberi e gli edifici

00:04:05.837 --> 00:04:06.589
vengono versono di noi.

00:04:06.589 --> 00:04:07.786
Questo è il sistema di riferimento.

00:04:07.956 --> 00:04:09.066
Nella navicella spaziale,

00:04:09.066 --> 00:04:09.746
noi siamo fermi,

00:04:09.746 --> 00:04:10.633
e Alpha Centauri

00:04:10.633 --> 00:04:12.140
si sta dirigendo verso di noi.

00:04:12.140 --> 00:04:13.648
La velocità alla quale viene verso di noi è

00:04:13.648 --> 00:04:14.968
vicina a quella della velocità della luce.

00:04:14.968 --> 00:04:15.810
Non può essere maggiore.

00:04:15.810 --> 00:04:16.802
Non può andare più veloce

00:04:16.802 --> 00:04:17.355
della velocità della luce.

00:04:17.615 --> 00:04:19.339
Ma verrà verso di noi ad una velocità

00:04:19.339 --> 00:04:20.463
vicina a quella della luce.

00:04:20.563 --> 00:04:22.226
La ragione per cui facciamo questo viaggio

00:04:22.226 --> 00:04:23.900
in un lasso di tempo così breve,

00:04:23.900 --> 00:04:26.784
è da ricondurre ad un altro strano fenomeno

00:04:26.784 --> 00:04:29.326
della relatività chiamato "contrazione di Lorenz":

00:04:29.326 --> 00:04:31.891
le distanze si riducono.

00:04:31.891 --> 00:04:33.500
Le distanze sembrano più brevi

00:04:33.500 --> 00:04:35.240
quando gli oggetti si muovono velocemente.

00:04:35.560 --> 00:04:37.420
La distanza che misureremmo

00:04:37.420 --> 00:04:38.520
tra noi ed Alpha Centauri,

00:04:38.520 --> 00:04:39.332
è molto più breve

00:04:39.332 --> 00:04:41.308
della distanza che una persona immobile

00:04:41.308 --> 00:04:42.489
misurerebbe sulla Terra.

00:04:42.489 --> 00:04:43.919
Ecco come siamo in grado di viaggiare

00:04:43.919 --> 00:04:46.161
in un così breve lasso di tempo.

00:04:46.161 --> 00:04:47.468
Quindi, per rispondere alla domanda:

00:04:47.468 --> 00:04:50.602
se ogni cosa fosse immediata nel limite,

00:04:50.602 --> 00:04:52.336
quando ci muoviamo alla velocità della luce,

00:04:52.336 --> 00:04:53.277
la risposta è si.

00:04:53.277 --> 00:04:54.230
Perchè nel limite

00:04:54.230 --> 00:04:55.293
in cui ci stiamo muovendo

00:04:55.293 --> 00:04:56.131
alla velocità della luce,

00:04:56.131 --> 00:04:58.661
durante il viaggio per noi il tempo non passa.

00:04:58.661 --> 00:04:59.701
E dal nostro punto di vista,

00:04:59.701 --> 00:05:00.844
non esiste una distanza

00:05:00.844 --> 00:05:02.547
tra la Terra e Alpha Centauri.

00:05:02.767 --> 00:05:04.141
Ecco come riusciamo ad

00:05:04.141 --> 00:05:05.585
attraversarla in un istante.

00:05:05.600 --> 00:05:06.435
Quindi si.

00:05:06.435 --> 00:05:07.334
Saremmo ovunque

00:05:07.334 --> 00:05:09.353
tra la Terra e Alpha Centauri

00:05:09.353 --> 00:05:10.733
allo stesso tempo in un istante.

00:05:11.402 --> 00:05:13.122
Grazie per le fantastiche domande.

00:05:13.122 --> 00:05:14.002
Se ci sono altre domande

00:05:14.002 --> 00:05:15.232
per il prossimo esperto,

00:05:15.232 --> 00:05:16.832
lasciatele nei commenti qui sotto.