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I BUCHI NERI
Origine ed evoluzione
di questi mostri spaziali
Andrea LongobardoIstituto Fisica Spazio Interplanetario – INAF
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Intorno al buco nero …
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ed ancora …
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nella musica …
“Glaciers melting in the dead of the nightand the superstar sucked in a supermassive black hole”
(Muse – Supermassive black hole)
“Il buco nero ci ha ingoiati e siamo stati risucchiatiin un’altra dimensione nella quale siamo circondatidalle pulci gigantesche provenienti dal futuroche non amano la luce preferiscono l’oscuro […]Pulci giganti ammantate di misteromi hanno dato un buon lavoro e mi pagano anche in nero”
(Elio e le Storie Tese - Supermassiccio)
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… ed in TV
L’Universo è pieno di buchi neri. Solo che non si vedono perché sono neri. Ma non si vedono oppure non li voglionovedere, col fatto che sono neri? Razzismo astrofisico!
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La parola alla scienza!La parola alla scienza!
John Michell (1783) Albert Einstein (1915) Karl Schwarzschild (1915)
Subrahmanyan Chandrasekar(1930)
Roy Kerr (1963) John Wheeler (1967)
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La velocità di fuga
2 11.2 /GMv km sR
= =
x 128
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Velocità di fuga nell’Universo
Terra
Sole/stella Buco nero
11.2 km/s300000 km/s
617.5 km/s
Nel buco nero tutto può entrare, ma nulla può uscireRaggio di Schwarzschild = 2GM/c2
Orizzonte degli eventi
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o, in termini relativistici … Terra
Buco nero
Sole/stella
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La luce che gira intornoLa luce che gira intorno
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Dieci, cento, mille buchi neriSono sufficienti tre parametri per descrivere un buco nero:MASSA – CARICA ELETTRICA – MOMENTO ANGOLARE
Sono sufficienti tre parametri per descrivere un buco nero:MASSA – CARICA ELETTRICA – VELOCITA’ DI ROTAZIONE
In base a carica e v. r., distinguiamo quattro tipi di buchi neri:
• Buco nero di Schwarzschild: non carico e non rotante
• Buco nero di Kerr: non carico e rotante
• Buco nero di Kerr-Newman: carico e rotante
• Buco nero di Reissner-Nordstrom: carico e non rotante
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Dieci, cento, mille buchi neriSono sufficienti tre parametri per descrivere un buco nero:
MASSA – CARICA ELETTRICA – VELOCITA’ DI ROTAZIONE
Anche in base alla massa, distinguiamo quattro tipi di buchi neri:
• Buco nero supermassiccio: tra centomila e un miliardo di volte la massa solare
• Buco nero intermedio: migliaia di masse solari
• Buco nero stellare:tra tre e venti masse solari
• Mini buco nero: simile a massa lunare
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Vita delle stelle: tutto inizia da questaVita delle stelle: tutto inizia da questa
Alla temperatura di 3 milioni di gradi:
Due atomi di idrogeno fondono in un atomo di elio. La reazione (FUSIONE NUCLEARE) fa sprigionare energia.
x 10 000
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Fusione dell’idrogeno in elio. E dopo?
Elio Carbonio + energia
Carbonio Ossigeno + energia
Ossigeno Silicio + energia
Silicio Ferro + energia
Elio Carbonio + energia
STOP
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Se la stella ha una massa maggiore di 4 masse solari
Poiché, nella fusione nucleare, da 2 particelle se ne produce una, il nucleo della stella diventa più denso
e compresso.La velocità di fuga dunque aumenta progressivamente,
fino ad avere un buco nero.
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oppure…
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Dieci, cento, mille buchi neriSono sufficienti tre parametri per descrivere un buco nero:
MASSA – CARICA ELETTRICA – VELOCITA’ DI ROTAZIONE
Anche in base alla massa, distinguiamo quattro tipi di buchi neri:
• Buco nero supermassiccio: tra centomila e un miliardo di volte la massa solare
• Buco nero intermedio: migliaia di masse solari
• Buco nero stellare:tra tre e venti masse solari
• Mini buco nero: simile a massa lunare
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Verso il supermassiccio …
L’APPETITO VIEN MANGIANDO !!!
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?
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Guardando le binarieGuardando le binarie
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Dischi di accrescimentoDischi di accrescimento
10 000 000 °C !!!
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Radiazione e temperaturaRadiazione e temperatura
5800 °C Luce visibile (Luce visibile (giallagialla))
36 °C InfrarossoInfrarosso
10 000 000 °C Raggi XRaggi X
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Dischi di accrescimentoDischi di accrescimento
e in un tempo infinito!
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IlIl ““lensinglensing””
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E i mini buchi neri?
MAI VISTI !!!
Ma il buco nero èproprio nero?
NO !!!
Stephen Hawking (1974)
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L’evaporazione dei buchi neriIl buco nero emette radiazione e quindi perde massa.
Quando perde tutta la sua massa, evapora. MA IN QUANTO TEMPO ?
Per evaporare, un buco nero stellare impiega un tempo maggiore dell’età dell’Universo.
Il mini buco nero, invece, evapora in molto meno di un secondo.
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Cosa c’è dentro al buco nero?
Gas riscaldato?
Materiale distrutto dalla gravità?
Il vuoto assoluto?
Girano un reality show?
?
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Ricordo ancora l’eccitazione quando, da adolescente, sentivo parlare di stelle, di galassie, di buchi neri. Purtroppo, quando mi resi conto che i buchi neri che andavo a studiare non erano quelli che immaginavo, era troppo tardi!
Anonimo studente napoletano
FINE