Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: Hawking rivede la teoria dei buchi neri?

Ho ascoltato per il tiggi' un servizio sul tema in oggetto.
Veniva tirata in ballo l'evaporazione dei BN, e la relativita' ma il
tutto in maniera piuttosto confusa.
Qualcuno ne sa di piu'?
Grazie!
Andrea
xpost ISA - ISF
--
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Andrea Mazzoleni - email: andy1791 chiocciola tiscali punto it
web: 
http://mazzo.jump.to
 - support: 
http://www.canottierisile.it
ICQ#: 32168396 - In IRC (Azzurra)  #astronomia AKA Noquarter
"la realta' e' un'allucinazione creata dall'assenza di birra"
(tx Sandra!)

 Qualcuno ne sa di piu'?
Forse lui stesso?
http://www.hawking.org.uk/home/hindex.html
______________________________________
James Tiberius Kirk, matricola SC 937-076 CEC
  Nato a Riverside, nello Iowa, USA, Terra
            il 1277.1 (26/03/2233)

 Qualcuno ne sa di piu'?
il fatto che i buchi neri evaporino lo aveva già previsto 20 o 30 anni fa.
Il problema però era che la radiazione emessa con il meccanismo spiegato da
hawkins non contenva traccia dell'informazione imprigionata all'interno del
buco nero stesso e quindi quando il buco nero evaporava completamente tale
informazione andava persa in contrasto con il secodo pricipio della
termodinamica. Questo è tutto quello che so. Il problema non è che i buchi
neri evaporano come hanno detto alla televisione ma che vi è una diminuzione
dell'entropia del sistema. Credo che hawkins abbia detto di aver trovato una
soluzione a questo probelma.

 termodinamica.
In realtà viene violata una condizione
quantistica, non il secondo principio.
Anzi fu proprio l'esigenza di estendere
il secondo principio ai buchi neri che
portò  Bekenstein alla scoperta
dell'entropia dei buchi neri e poi Hawking
alla scoperta della temperatura e quindi
dell' irraggiamento associati a quell'entropia.
Il problema che Hawking dice di aver risolto
è più legato alla teoria dei quanti che alla
termodinamica.
Ci sono altro tentativi di soluzione
(proposti negli anni ottanta-novanta) che
prevedono una evaporazione incompleta,
cioè: il buco non evapora completamente
ma arrivato a un certo stadio l' evaporazione
si ferma; resta un residuo (con massa dell'ordine
della massa di Planck, un centomillesimo di grammo)
e il problema dell' informazione quantistica non si pone.
Ci sono lavori di questo tipo fatti da Balbinot e
Barletta su Classical and Quantum Gravity e
da uno spagnolo (mi pare Garcia de Andrade
ma non sono sicuro) sugli Annalen der Physik
e anche altrove.
Ciao,
Corrado

modo) crea la radiazione di Hawking.
Scusate, 
Ma se una particella delle due entra nel buco nero e l'altra esce...
anche qui dovremmo o meno avere una media statistica?
Ovvero entra il 50% delle particelle e il 50% delle antiparticelle...
Contemporaneamente escono tante (50%) particelle  ed altrettante (50%)
antiparticelle...
Ma queste non si dovrebbero annichilire tra di loro? 
Ma allora non vedremmo uscire niente!
O quanto meno dovremmo vedere dei fenomeni indiretti di questo?
Non ho mai saputo come uscire da questo dubbio... 
Cosa c'e' che sbaglio in questo ragionamento? 
Ci sono delle asimmetrie di cui non tengo conto?
O qualcos'altro?
Grazie... 
VR
"La fonte principale degli attuali contrasti fra le sfere della 
religione e della scienza si trova nella concezione di un Dio 
personale." 
Albert Einstein. Pensieri di un uomo curioso, 
Oscar Mondadori Ed. 1997, Milano; p. 115. 
***************
La rivincita darwiniana 
sul reverendo Paley:
www.diolaico.it
***************

 tecniche della teoria quantistica dei campi.
...
Forse non č del tutto inutile (anche se per molti puň apparire scontato)
ricordare che la radiazione di Hawking non č mai stata osservata e che
tutta la teoria dei buchi neri rimane, a tutt'oggi, altamente speculativa
e debolmente fondata sul piano delle evidenze osservative.   
Saluti,
Aleph
-- 
questo articolo e` stato inviato via web dal servizio gratuito 
http://www.newsland.it/news
 segnala gli abusi ad 
ab...@newsland.it

 osservative.
Invece fai bene a dirlo, perche' spec. nella divulgazione si lascia
credere che sia tutto chiaro, noto, ecc.
Pero' farei una distinzione: la rad. si H. non e' mai stata osservata,
e pendo che non vivro' abbastanza io, ma nemmeno tu e altripiu'
giovani per poterla osservare, vista l'intensita' estremamente piccola.
Per i buchi neri il discorso e' diverso: esistono possibili
osservazioni, e alcune evidenze (non chiamiamole prove) gia' ci sono.
Conosci il dato di pochi anni fa su una stella che gira intorno al
centro della Galassia, attorno a una massa di circa 2x10^6 masse
solari, concentrata in una regione cosi' piccola che non se ne sa dare
nessun'altra spiegazione?
 
------------------------------
Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
------------------------------

 Ci sono delle asimmetrie di cui non tengo conto?
Forse il fatto che il buco nero potrebbe essere carico.

 ricordare che la radiazione di Hawking non è mai stata osservata
(...)
Hai ragione, ricordiamolo: servirà a rendere ancora più
glorioso il trionfo finale della teoria !!!
saluti  buconeristi-evaporanti
Corrado

 Ma allora non vedremmo uscire niente!
perchč? quelle che si urtano si annichilano
producendo fotoni, che a loro volta producono 
coppie, ecc. Il risultato č un continuo 
caotico brodo ribollente di particelle, 
antiparticelle e fotoni. Sě, perchč devi tener 
presente che non solo le coppie annichilandosi
producono fotoni, ma succede anche l'inverso:
i fotoni scontrandosi possono produrre coppie, 
e lo trovi spiegato in modo non tecnico
nel famoso libro di Weinberg " I Primi Tre Minuti"
cap. 4, " ricetta per un universo caldo ". 
E' una proprietŕ generale della radiazione 
di corpo nero, non č stato Hawking a scoprirla. 
Succede anche nel forno di una pizzeria. 
Non c'č bisogno di andare vicino ai buchi neri
o in altri ambienti esotici. L'unica differenza
č che nel forno l'emissione non č dovuta a un 
orizzonte degli eventi. 
Se poi la temperatura č troppo bassa diventa
estremamente improbabile (sia per un buco
nero sia per un forno) che si producano coppie
massive. In generale la radiazione di Planck
č per la massima parte composta da coppie di 
particelle e antiparticelle con massa di quiete
che va da m = 0 a m ~ k T / c^2  dove  k
č la costante di Boltzmann, T č la temperatura 
assoluta e c la velocitŕ della luce (~ vuol dire
" circa uguale a " ), quindi si producono 
masse m < 10^(-37)T  (m in grammi, T in kelvin).
Per esempio, per avere un'abbondante presenza
di coppie elettroni - antielettroni (o positoni, 
se preferisci) avendo queste coppie la massa 
di quiete ~ 10^(-27) g,  devi scaldare il forno
almeno fino a T ~ 10^10 K = dieci miliardi
di gradi (valutazione approssimativa, si capisce). 
A temperature piů basse il forno emette prevalen-
temente fotoni neutrini e antineutrini (non dico
antifotoni perchč il fotone coincide con la
propria antiparticella). Hai insomma delle
antiparticelle, eppure non ci sono problemi: 
il forno della pizzeria irraggia tranquilamente
nonostante produca coppie neutrino-antineutrino.
E cosě fa pure il buco nero. 
Come vedi il paradosso che temi non si presenta. 
Ciao,
Corrado 


 nessun'altra spiegazione?
Sì, ma anche quest'osservazione cosa prova veramente? Solo che ipotizzando
la piena validità della RG in tali condizioni fisiche estreme, se ne
deduce come conseguenza che una limitata zona del centro galattico mostra 
una densità di materia così alta, da rendere impossibile il conseguimento
della stabilità strutturale, almeno in base a ciò che sappiamo attualmente
sulle forze fondamentali ad oggi note, segnatamenta sulla forza nucleare
forte.
Ma da qui a dire che ciò che osserviamo sia effettivamente un "buco nero
classico", con tutte le proprietà fisiche che vengono solitamente
attribuite a questi ipotetici oggetti, tra cui il collasso indefinito
della materia fino a una singolarità centrale, ce ne corre assai. Il punto
è che nessuno sa cosa succede veramente alla materia al di là del limite
di Oppenheimer-Volkoff e non ce lo può certo dire la RG che è una teoria
classica e non quantistica.


cap. 4, " ricetta per un universo caldo ". 
Mi sta bene... compreso il resto.
Ma quel che poi Hawkins diceva era che si avevano antiparticelle che,
entrando nel BN, annichilivano con le particelle ivi contenute... e il
BN perdeva massa (formata principalmente da particelle di materia e
non antimateria).... fino (ipoteticamente) alla sua
"volatilizzazione".
Dunque, per ottenere questo.. doveva essere ben "superiore" a 50 la %
di antiparticelle.... perche' se entrano altrettante particelle...
quelle rimpiazzerebbero quelle annichilite... e la massa resterebbe
almeno uguale... 
Era questo secondo aspetto che mi incuriosiva...
Grazie a tutti comunque.


 condizioni fisiche estreme(...)
beh, tanto estreme non direi; 
massa ~ 10^39 g; 
diametro ~ 10^11 cm;
quindi: densità ~ 10^6 g / cm^3, 
molto minore che in una normale nana bianca. 
Perchè la RG non dovrebbe essere affidabile
in queste condizioni? 
Condivido invece il tuo scetticismo 
sulla singolarità. Nella formulazione
quantistica della RG non credo ci sarà
posto per una vera singolarità. 
Ciao,
Corrado 


 Ma allora non vedremmo uscire niente!
E perché? Non vediamo le particelle, ma vediamo l'energia che scaturisce
dalla loro annichilazione (fotoni, immagino).
Quindi il risultato netto apparente è che dal buco nero, o meglio, dal
"lato esterno" dell'orizzonte degli eventi, esce energia.
Ciao.
 
-- 
Roberto Rosoni
<roberto...@tisLOCKcali.it> (Remove the lock in your replies)
 
"E perché no?" (Dio, a chi gli chiedeva perché mai avesse creato l'Universo)
 

> Qualcuno ne sa di piu'?
 > Grazie!
Pare che modifichera la sua teoria sulla evaporazione...
Sui buchi neri c'e un bel sito
che si può visitare:
http://scienzapertutti.lnf.infn.it
Si parla in maniera semplice di vari temi di fisica..
Too Cool
Fammi sapere cosa ne pensi.
--
CarlaEsmeralda

 singolarità.
Su questo credo che siamo tutti d'accordo.


 posto per una vera singolarità. 
Il mio scetticismo riguarda sia la singolarità finale, sia la terra di
nessuno, in cui attualmente vige un deserto teorico/conoscitivo, che va
dal limite di densità delle stelle di neutroni a densità infinite.
Saluti,
Aleph  


 > è una teoria classica e non quantistica.
E già che ci siamo, se la densità media osservata è circa quella di una
nana bianca, che è una struttura fisicamente stabile, che si regge più che
bene sulla pressione del gas elettronico degenere in essa contenuto, cosa
ci obbliga a postulare l'esistenza di un buco nero nel centro della
Galassia?
Saluti,
Aleph    


 "volatilizzazione".
ma dove hai letto un orrore del genere?
nè Hawking ne alcun altro fisico può averlo
scritto, stà tranquillo. 
Si possono proporre diversi modelli
(tutti discutibili) per spiegare intuitivamente 
l'effetto Hawking e la diminuzione di massa
(vedi i riferimenti nel mio primo post)
ma questo assolutamente no. Come potrebbe
funzionare? Ti basta pensare a questo fatto: 
per il principio di conservazione dell'energia, 
l'annichilazione produce energia nello stesso
esatto ammontare dell'energia della coppia
che si è annichilata, e dunque come potrebbe
la massa ( = energia / c^2) del buco nero 
diminuire a causa dei processi di annichilazione
che avvengono nel suo interno? L'energia prodotta
dalle annichilazioni resterebbe, come ogni altra
cosa, intrappolata nel buco e la massa di questo
non cambierebbe. 
Bye


non cambierebbe. 
T'ho riportato il passo... che mi dici?
Ciao... 


 centro della Galassia?
Mai sentito parlare di limite di Chandrasekhar?
La struttura di nana bianca non puo' essere stabile oltre quel limite,
che e' dell'ordine della massa del Sole.


 "volatilizzazione".
ma dove hai letto una cosa del genere?
nè Hawking nè alcun altro fisico può averla scritta,
stà tranquillo...
Si possono proporre diversi modelli (tutti
discutibili) per spiegare intuitivamente l'effetto
Hawking e la diminuzione della massa (vedi
riferimenti nel mio primo post) ma questo
assolutamente no; come potrebbe
funzionare? Ti basta pensare a questo fatto:
l'annichilazione particella-antiparticella
produce fotoni che hanno un contenuto di
energia uguale a quello della coppia che si
è annichilata, e dunque come potrebbe
la massa del buco nero diminuire a causa
dei processi di annichilazione che avvengono
nel suo interno?  I fotoni prodotti resterebbero
dentro il buco e la massa di questo non cambierebbe.
Ciao,
Corrado

 Mi sembra proprio che io stia confondendo le cose... 
o le confonde Hawking ? In realtà quel brano 
non mi sembra un modello di chiarezza; a 
cominciare da come "spiega" cos'è una particella 
virtuale, fino a tutto il resto, è facile che 
provochi fraintendimenti. 
ciao,


Corrado 
OK! Grazie.. :-)


 provochi fraintendimenti.
Gia'.
Come la penso su libro di Hawking, penso sia noto.
Ma quelle pagine da 126 a 128 sono un vero scandalo.
Se non ci fosse il nome in copertina, non avrei dubbi: l'autore non ha
capito niente delle cose di cui parla.
Trattandosi di Hawking questo non lo posso dire, e debbo ripiegare su
due ipotesi:
a) Ha scritto tirando via (ma non e' sufficiente...)
b) E' del tutto incapace di spiegare in modo semplice quello che sa.
(Il che e' giustificato, ma allora perche' scrivere un libro cosi'?
Risposta: per far soldi e basta...)
Per cominciare: inizia spiegando che nello spazio vuoto c'e' sempre un
campo (fluttuante) a causa del solito pr. d'indet. E passi.
Poi scrive: "possiamo concepire queste fluttuazioni come coppie di
particelle di luce o di gravita' che appaiono assieme in un qualche
tempo..."
E questa e' una balla.
In uno spazio vuoto non ci sono fluttuazioni nel numero di particelle,
a differenza delle fluttuazioni del campo.
Poi perche' coppie? I fotoni possono essere creati uno a uno, visto
che sono antiparticelle di se stessi.
Poi allude alle correzioni radiative (Lamb shift, ma questo lo dico
io) come se fose la stessa cosa detta sopra, mentre non lo e'.
Poi salta alle "particelle di materia" e qui le cose si complicano,
anche per me; nel senso che non me la sento di spiegare che cosa c'e'
sotto. Ma ora e' passato alle "particelle virtuali in una teoria con
interazione (QED) e ci sarebbe da discutere a lungo...
Poi scrive "poiche' non si puo' creare energia dal nulla..."
Falso! Fluttuazioni e particelle virtuali dipendono strettamente dal
fatto che in intervalli di tempo finiti non e' necessario che
l'energia (imperturbata) si conservi.
E potrei continuare, ma mi pare inutile.
Come al solito: il lettore sprovveduto non capisce niente (non
capirebbe niente neanche se fosse tutto detto in modo ineccepibile: lo
sapete come la penso). Pero' pensa di aver "capito" (con una
definizione di "capire" a me inaccessibile) ed e' tutto contento di
aver pagato 24.000 lire (il prezzo sulla mia copia, datata 1988) per
essere stato iniziato a questi misteri :-<<


 Ma quelle pagine da 126 a 128 sono un vero scandalo.
Effettivamente...
Però in tutto questo né tu, né tanto meno, Dumbo avete provato a
rispondere direttamente alla domanda di VR ovvero, perché in base alla
teorizzazione di Hawking il BN dovrebbe perdere massa?
Lo so, tu lo ritieni un esercizio del tutto inutile e forse persino
dannoso, perché sei convinto (e hai fondate ragioni per esserlo) che
intere classi di argomenti, tra cui in primis quelli connessi alle teorie
fisiche più astratte, siano talmente esoterici da non essere comprensibili
in alcun modo in mancanza di un robusto e vasto corpo di conoscenze
propedeutiche. 
Ma d'altra parte anche pensare di spiegare le cose solo a chi già le sa,
magari perché ha già in tasca un Phd in fisica teorica, mi pare un'idea
altrettanto criticabile e balzana. Può non piacere, ma la divulgazione (la
cui radice deriva dalla parola latina "vulgus", popolo) ha lo scopo
(improbo e forse irrealizzabile, d'accordo) di fornire spiegazioni (e nei
casi peggiori *simulacri* di spiegazione) proprio ai "non addetti ai
lavori". 
E IMHO quella fatta bene, dopotutto, a qualcosa serve.     
Approfitto di quest'occasione per chiedere come mai non è stata data
risposta alla mia richiesta di fornire le argomentazioni cogenti in base
alle quali una concentrazione di materia (il centro galattico) con densità
media paragonabile a quella di una nana bianca dovrebbe essere
inevitabilmente un BN.  
Saluti,
Aleph


 ignoranza... 
non abbatterti, perchè scommetto che
se fai leggere il brano di Hawking a 
un esperto del problema, anche lui 
resta perplesso.
Inoltre ho notato, scorrendo la letteratura,
che sono state proposte diverse spiegazione intuitive
dell'effetto Hawking, diverse e forse inconciliabili, 
il che potrebbe essere segno che l'effetto nessuno 
l'ha ancora capito bene. 
Ti dico velocemente alcune "spiegazioni" trovate 
qua e là risparmiandoti la bibliografia (in parte 
l'ho data nel primo post). A quanto pare, in nessuna
di loro si parla di energia negativa nel senso che 
dice Hawking.  
1) effetto di marea che spezza la coppia
virtuale e fa precipitare una componente nel buco
impedendole di riunirsi all'altra componente
che quindi se ne và verso l'infinito formando
la radiazione di Hawking.  
L'energia necessaria per fare questo la dà il buco 
nero che pertanto perde energia e quindi massa;
2) le particelle nel buco scappano dal buco 
per effetto tunnel quantomeccanico
3)si propone la regola generale: 
" quando c'è un orizzonte c'è temperatura " ;
questo perchè l'orizzonte impedisce (per
ragioni di principio) di conoscere ciò che 
c'è al di là ---> ignoranza ineliminabile
---> entropia (per il legame entropia-mancanza
di informazione) ---> temperatura (per il legame
entropia-temperatura)---> irraggiamento 
---> radiazione.
La "spiegazione" (3) mi sembra più interessante
delle altre perchè è più generale e dà anche 
ragione dell'effetto Unruh (legato alla
relatività ristretta, non c'è bisogno della
generale) secondo cui se acceleri misuri
una radiazione termica con temperatura propor-
zionale alla tua accelerazione propria. 
La (1) (sulla (2) non mi pronuncio) 
a parte altri difetti, evidentemente non spiega 
l'effetto Unruh, perchè nei sistemi accelerati 
non c'è effetto di marea: vale la relatività 
ristretta e lo spaziotempo è piatto.   
Forse una spiegazione intuitiva veramente 
soddisfacente dell'effetto non esiste ancora.
Ciao,


 che e' dell'ordine della massa del Sole.
Come no, perbacco, ma che c'entra?
Il centro galattico (in particolare la zona denominata Sgr* (l'asterisco
si legge star) non è mica un singolo oggetto autogravitante: si tratta di
una concentrazione di materia di cui possiamo stabilire, probabilmente con
un errore non piccolo, la densità media. E quindi chi ci vieta di
ipotizzare al suo interno, ad esempio, la presenza concentrata di un
grande numero di stelle di neutroni compatte assieme ad altro materiale. 
Non so se quest'ipotesi sia sostenibile, ma mi pare che in ogni caso siamo
ancora molto lontani dalla lampante evidenza di una "smoking gun".
Saluti,
Aleph
P.S.: Mi ero perso la tua risposta perché seguivo il thread da ISA. 


 E IMHO quella fatta bene, dopotutto, a qualcosa serve.
Forse dovrei ripetere cose che ho gia' scritto piu' volte, e non ne ho
molta voglia...
Come succede spesso, stai estremizzando la mia posizione, che
oviamente non e' di spiegare le cose a chi le sa gia' (potrei essere
cosi' cretino? allora non dovrei fare neppure lezioni all'universita'!)
Ma di poterle spiegare solo a chi ha certe basi per costruire quello
che serve, e soprattutto a chi abbia voglia di _lavorare_ per capire,
non solo di leggere di corsa un libro, come se fosse un romanzetto.
D'altra parte il problema e' antico: pensa al "Newtonianismo
per le dame", scritto da Algarotti oltre 250 anni fa.
Non l'ho mai letto, ma certi sospetti li nutro, e non per le dame ;-)


 ...
Ti diro': a me invece non sembra neppure una spiegazione...
Ignoranza, informazione, entropia, temperatura...
A mio modo di vedere questa non e' fisica.


 cosa che mi pare accada molto di rado.
Tutto vero. Infatti se vuoi la mia personale posizione, non mi sento
di dire "al centro della Galassia c'e' un buco nero".
Mi sento pero' di dire "le evidenze a favore stanno aumentando".
Poi, come sempre, chi vivra' vedra' :)


On Thu, 05 Aug 2004 02:00:06 +0200, _
cm...@tin.it
 (dumbo) wrote:
Ti ringrazio per la pazienza e la cortesia...
Alcuni concetti sono "troppo oltre" per me... purtroppo...
Ma "intuisco" quel che riporti (Specialmente per l'entropia).
Grazie di nuovo... e spero... a buon rendere.. magari su altri
aspetti... 
Ciao... ;-)
