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← Perché l'Universo non è Collassato dentro un Gigantesco Buco Nero? - Chiedi all'Esperto #13

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Showing Revision 7 created 04/25/2014 by Paolo Maricchiolo.

  1. Salve, sono George Musser.
  2. Sono un collaboratore della rivista Scientific American

  3. e l'autore di: 'Guida completa per stupidi sulla teoria delle stringhe',
  4. e sono qui per rispondere alle vostre domande.
  5. OK. La prima domanda è:
  6. diciamo che io sia un alieno su una astronave lontana 65 milioni o più di anni luce.
  7. Usando un telescopio, osservo la Terra e vedo i dinosauri vivere la loro vita quotidiana.
  8. Se la mia nave cominciasse a muoversi verso la Terra ad una velocità prossima a quella della luce,
  9. vedrei i dinosauri muoversi più rapidamente, velocemente in avanti?
  10. Che bella domanda,
  11. una domanda seria.
  12. Quel tipo di cose che escono fuori spesso
  13. quando hai a che fare con la Teoria della Relatività, quella di Einstein.
  14. E devi chiedere ad un astrofisico per avere la giusta risposta.
  15. Dunque il nocciolo della questione è
  16. i dinosauri si muoveranno molto più veloci osservandoli dall'astronave,
  17. ed il ragionamento è più o meno questo:
  18. quando partite, state vedendo i dinosauri 65 milioni di anni fa.
  19. Quando arrivate, state viaggiando quasi alla velocità della luce,
  20. e li vedete 65 milioni di anni nel futuro,
  21. così 130 milioni di anni sono passati comlessivamente.
  22. Questo secondo il tempo visto dai dinosauri,
  23. le cose appaiono un pò diverse sulla vostra astronave.
  24. Sull'astronave la distanza appare molto più breve,
  25. dovuto al fatto che state viaggiando così vicino alla velocità della luce.
  26. Se viaggiate al 99% della velocità della luce, la distanza appare circa 10 Mil. di anni luce,
  27. così ci vogliono 10 Mil. di anni per compiere il tragitto.
  28. Allora, 130 Mil. di anni sono passati sulla terra, 10 Mil. di anni sono passati sulla vostra nave;
  29. i dinosauri sembrano accelerare 13 volte.
  30. loro si muovono e camminano in giro e masticano le loro prede,
  31. 13 volte più veloci dal nostro punto di vista di quanto appare a loro stessi.
  32. Bene, seconda domanda, un'altra grande domanda:
  33. se tutti i movimenti sono relativi,
  34. come ci può essere un limite di velocità?
  35. Per misurare una velocità, bisogna misurarla relativamente a qualcosa,
  36. allora, relativamente a cosa è misurato il limite di velocità?
  37. Dunque è veramente una bella domanda
  38. perché vi porta nel cuore della Teoria della Relatività, quella di Einstein,
  39. ed il significato della teoria e le bizzarre previsioni che ne seguono.
  40. Il punto fondamentale è che la velocità della luce è la stessa per chiunque,
  41. non ha importanza rispetto a cosa la misuriate.
  42. Potete misurarla rispetto a un'astronave, un treno, un'automobile, una barca,
  43. passeggiando per la strada, stando fermi, comunque,
  44. e misurerete la stessa velocità per chiunque.
  45. E ciò è totalmente differente da ogni altra cosa osserviamo in natura;
  46. se viaggiando in automobile scagliamo una palla fuori dalla macchina dovremo aggiungere o sottrarre,
  47. la velocità dell'automobile a quella della palla. Ma questo non vale per la luce.
  48. Se emetto un lampo di luce dalla macchina
  49. esso viaggerà alla velocità della luce relativamente a me sulla macchina,
  50. e alla velocità della luce relativamente a qualcuno che cammina sul marciapiede,
  51. alla velocità della luce relativamente ad un osservatore in orbita,
  52. e relativamente ad un alieno su un lontano pianeta.
  53. Ognuno osserverà la stessa velocità del raggio di luce che io emetto dalla macchina.
  54. E questo è un fatto strano
  55. che la velocità della luce sia uguale per tutti
  56. ma ciò costituisce il fondamento di tutto ciò che avete sentito circa la Teoria di Einstein.
  57. E' alla base del fatto che il tempo scorre in modo differente per differenti osservatori
  58. e la distanza appare differente a differenti osservatori.
  59. Lo spazio ed il tempo stessi sono combinati in qualcosa chiamato "spazio-tempo".
  60. Non possiamo proprio considerare lo spazio e il tempo come indipendenti,
  61. essi sono uniti in questa cosa chiamata "spazio-tempo".
  62. E tutto ciò è una conseguenza del fatto che la velocità della luce è la stessa per chiunque.
  63. La terza domanda va in una direzione completamente diversa, ma mi piace ugualmente molto.
  64. Se l'orizzonte degli eventi di un buco nero diventa più grande, anche la sua densità diventa più grande,
  65. cioè assorbe della massa.
  66. Perché l'intero universo non è già collassato dentro un enorme buco nero?
  67. Non dovrebbe questo tipo di buco nero continuare a crescere in maniera esponenziale?
  68. E sarà questa la fine del nostro universo e forse la nascita di un altro nuovo;
  69. o dove il nostro cominciò, un big bang?
  70. Questa è una domanda veramente percettiva, perché è vero.
  71. Più i buchi neri inglobano materia più diventano grandi,
  72. così si può pensare che crescano in maniera esponenziale,
  73. che più roba inglobano più diventano grandi e diventano un bersaglio più grande,
  74. essi risucchiano più roba, diventano più grandi, grandi, grandi a veocità esponenziale.
  75. Ed è vero, i buchi neri crescono veramente a velocità esponenziale,
  76. se continuano a rifornirsi di materia, se c'è materia a disposizione da ingoiare.
  77. Infatti c'è qualcosa in astrofisica chiamato 'Tempo di Salpeter',
  78. che dura qualcosa come poche decine di milioni di anni
  79. e che descrive quanto velocemente i buchi neri raddoppiano le loro dimensioni.
  80. Così continuano a raddoppiare e raddoppiare in dimensioni ogni poche decine di milioni di anni
  81. se continuano ad essere riforniti di materia.
  82. Ora questo "se" è davvero un grosso "se".
  83. Nonostante i buchi neri siano dei mostri e
  84. siano aspirapolveri che risucchiano ogni cosa,
  85. essi sono ancora piuttosto piccoli su una scala galattica,
  86. insomma, non sono poi un così grosso bersaglio.
  87. Nel caso tipico se ne stanno seduti al centro della galassia
  88. ed è difficile per loro trovare abbastanza materia per nutrirsi,
  89. così hanno la fondamentale tendenza a soffocare la loro stessa crescita;
  90. non solo perché è difficile nutrirsi di materia, ma anche perché il buco nero cambia attivamente
  91. il suo ambiente circostante, emette materiale nello spazio e spinge altro materiale indietro,
  92. quello che dovrebbe divorare, impedendogli di cadere dentro di lui
  93. così i buchi neri regolano la loro stessa crescita.
  94. In tal modo è molto difficile per loro crescere,
  95. continuare a crescere a velocità esponenziale.
  96. Essi probabilmente lo hanno fatto inizialmente, ma poi in un certo qual modo lo hanno ridotto
  97. e hanno raggiunto più o meno pochi decimi
  98. di un percento della massa della loro intera galassia.
  99. I buchi neri hanno un meccanismo autoregolatore.
  100. Grazie per le belle domande,
  101. Se avete altre domande per i nostri esperti,
  102. fatele cortesemente nei comments più sotto.
  103. E sfidate i prossimi esperti,
  104. fate loro domande difficili così come avete fatto con me.
  105. (musica)