La morte dei buchi neri: l’evaporazione attraverso la radiazione di Hawking

La morte dei buchi neri: l’evaporazione attraverso la radiazione di Hawking

Quando ogni oggetto celeste sarà scomparso, i buchi neri saranno ancora lì. Ma non per sempre. (NASA/JPL-Caltech)

In questo universo, nulla è eterno, ma i buchi neri sono gli oggetti che cercano di sopravvivere il più a lungo possibile. Anche dopo che tutte le stelle si sono spente e i pianeti sono diventati polvere, i buchi neri rimarranno. Tuttavia, non sono immortali. I buchi neri si formano in modi spettacolari, come l’esplosione di stelle massive o la fusione di oggetti densi. Non sappiamo ancora come si formino i buchi neri supermassicci più grandi, ma sicuramente non è un processo timido. La loro nascita è emozionante, ma la loro morte è tutto tranne che. Stanno tutti morendo lentamente, molto lentamente. Si stima che ci saranno ancora buchi neri per altri 10109 anni. Ma come muoiono? Semplicemente si evaporano. Quando i buchi neri non si stanno alimentando attivamente, perdono massa ed energia sotto forma di radiazione, chiamata radiazione di Hawking. I buchi neri sono neri perché nulla, nemmeno la luce, può sfuggirgli. Una volta che qualcosa attraversa il suo confine, chiamato orizzonte degli eventi, scompare per sempre. All’interno dell’orizzonte degli eventi, la velocità di fuga è maggiore della velocità della luce, quindi nulla può lasciare i buchi neri. Potresti chiederti come la radiazione di Hawking possa sfuggire, e la risposta sta nei dettagli. Questa radiazione si forma al di fuori dell’orizzonte degli eventi. La meccanica quantistica ci ha mostrato che lo spazio vuoto non è completamente vuoto, ma ha energia. Questa energia può spontaneamente formare coppie di particelle e antiparticelle, che poi si annullano tornando ad essere pura energia. Quando ciò accade vicino a un buco nero, è possibile che una delle particelle della coppia venga intrappolata dal buco nero, mentre l’altra scappa. Questa fuga porta via una piccola quantità di energia al buco nero. Anche se la quantità prelevata è molto piccola, avviene costantemente. I buchi neri continueranno a formarsi e crescere per molto tempo, ma arriverà un momento in cui non avranno più nulla da “mangiare” e inizieranno a ridursi, evaporando lentamente attraverso la radiazione di Hawking. Il momento in cui avviene l’evaporazione dipende dalle dimensioni dei buchi neri. Quelli più piccoli scompaiono più velocemente. Come gli immortali delle storie di finzione, solo i buchi neri più grandi sopravviveranno nel futuro lontano. E alla fine, potrebbe esserci solo uno.

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