Nuove teorie sulle proprietà dei buchi neri

I buchi neri sono tra gli oggetti più misteriosi del cosmo, ma ora un gruppo di ricercatori ha formulato nuove teorie in grado di spiegare numerose proprietà finora oscure. I risultati sono incredibili: i buchi neri hanno numerose proprietà molto simili alle dinamiche sia dei solidi che dei liquidi.
I buchi neri sono oggetti molto compatti, talmente densi che il loro campo gravitazionale cattura tutto ciò a portata di mano – perfino la luce. La luce che li colpisce, non potendo tornare indietro riflessa, rende i buchi neri invisibili all'occhio umano.
«Eppure, i buchi neri non sono completamente neri, dato che sappiamo che emettono radiazioni e ci sono vari indizi che queste radiazioni possano essere anche termiche, il che vuol dire che hanno una temperatura» spiega Niels Obers, professore di fisica teorica delle particelle e cosmologia presso il Niels Bohr Institute all'Università di Copenhagen.
Le proprietà quantistiche dei buchi neri rimangono tutt'oggi un mistero. Niels Obers spiega che possiamo immaginare un buco nero come se fosse una particella. Una particella, in teoria, non ha dimensioni, così come il punto geometrico. Se dai alla particella una dimensione, diventa una stringa. Se dai alla stringa un'altra dimensione, diventa un piano. I fisici chiamano questi piani brane, dalla parola membrana.
«Nella teoria delle stringhe, puoi avere diverse brane, tra cui piani che si comportano come i buchi neri, che chiamiamo perciò brane nere. Le brane nere hanno una temperatura e sono oggetti dinamici. Quando i buchi neri sono piegati in più dimensioni, formano un blackfold» spiega Obers, che nel 2009 ha lavorato su questo argomento con il professore di fisica teorica Troels Harmark, sempre del Niels Bohr Institute.
Niels Obers ha analizzato queste teorie – quella delle brane nere e quella dei blackfold – assieme a due suoi studenti, Jay Armas e Jakob Gath, rivoluzionando la fisica dei buchi neri.
«Le brane nere sono oggetti idrodinamici, ossia hanno le proprietà di un liquido. Abbiamo ora scoperto che hanno anche proprietà che possono essere spiegate solo con solidi. Possono essere molte elastiche quando le pieghiamo» spiega Jay Armas.
Quando le brane nere vengono piegate in un blackfold, sorge ciò che è noto come un effetto piezoelettrico, ossia elettricità causata dalla pressione. Questo nuovo effetto può essere spiegato come una stringa nera carica e lievemente ricurva con una maggiore concentrazione di carica elettrica sulla parte interna rispetto alla parte esterna. Ciò porta alla formazione di due poli elettricamente carichi. Dato che i buchi neri sono previsti nella teoria della gravità di Einstein, vi è un'incredibile relazione tra la gravità, l'idromeccanica e la fisica dei solidi.
«Con queste nuove teoria, ci aspettiamo di essere in grado di spiegare altri fenomeni dei buchi neri e di capire ulteriormente le proprietà fisiche delle stelle di neutroni» spiega Obers. «Ci aspettiamo inoltre di acquisire più informazioni sulle cosiddette teorie delle particelle, che sono, ad esempio, importanti per capire il plasma di quark e gluoni dell'universo primordiale».

Fonte
10.1103/PhysRevLett.109.241101

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Merete Rasmussen
Nuove teorie sulle proprietà dei buchi neri Nuove teorie sulle proprietà dei buchi neri Reviewed by Pietro Capuozzo on 13.12.12 Rating: 5
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