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Che cos'è la radiazione di Hawking

Redazione di Miqo · 3 fonti

Da dove arriva la luce

In fisica, il vuoto non è vuoto: al suo interno compaiono e scompaiono continuamente coppie di particelle. Di solito si annichilano all'istante e nulla riesce a uscire.

Al confine di un buco nero, questo equilibrio si spezza. Una particella della coppia può cadere all'interno, mentre l'altra resta fuori e si allontana. Dall'esterno, sembra che il confine stesso emetta una debole luce.

L'energia della particella che si allontana proviene dal buco nero stesso, che quindi perde gradualmente massa. È un'immagine semplificata, ma rende l'idea: la radiazione sottrae energia al buco nero.

Quanto è lento il processo

più freddo del fondola temperatura di un buco nero grande è inferiore a quella della radiazione cosmica di fondo
cresceoggi un buco nero di questo tipo non evapora, ma acquista massa
inimmaginabileil tempo necessario a evaporare del tutto supera di molte volte l'età attuale dell'Universo

La prima scheda spiega il punto fondamentale. Più grande è il buco nero, più è freddo; i buchi neri di massa stellare e, a maggior ragione, quelli supermassicci sono più freddi dello spazio circostante e quindi assorbono più di quanto emettano.

Potranno evaporare solo in un futuro lontano, quando l'Universo si sarà raffreddato più di loro. I buchi neri piccoli evaporerebbero rapidamente e intensamente, ma finora non ne è stato osservato nessuno.

Da questa previsione è nata una questione irrisolta sul destino dell'informazione. Se un buco nero evapora e la radiazione che ne fuoriesce è identica indipendentemente da ciò che vi è caduto dentro, allora le informazioni su ciò che è caduto scompaiono, ma la fisica non lo permette. Il dibattito dura da mezzo secolo.

La previsione viene verificata indirettamente. Si costruiscono in laboratorio sistemi con una matematica simile - flussi di liquidi, onde sonore, mezzi ottici - e vi si osserva una radiazione analoga; non è la stessa cosa, ma sostiene i calcoli.

Il risultato è importante per un altro motivo. Ha messo in relazione tre ambiti che prima quasi non si intersecavano: gravità, fisica quantistica e termodinamica, e ancora oggi è considerato uno dei principali indizi per unificarli.

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Fonti

  1. La radiazione termica dell'orizzonte di un buco nero, prevista nel 1974, è inversamente proporzionale alla sua massa
  2. per i buchi neri di massa stellare e supermassicci, la temperatura è inferiore a quella della radiazione cosmica di fondo. La radiazione non è stata osservata direttamente
  3. il paradosso dell'informazione a essa associato resta irrisolto