sabato, Luglio 13, 2024

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Il buco nero è stato creato artificialmente?

Generare un piccolo buco nero di origine non cosmica (cioè artificialmente) costituirebbe una pietra miliare nella storia della scienza. Raggiungere questo obiettivo risponderebbe a domande fondamentali sulla meccanica quantistica e sulla natura della gravità inspiegabile.

Inoltre, “fabbricare” un buco nero fornirebbe una spinta alle teorie sulla multidimensionalità e la prova sperimentale che esistono più dimensioni di quanto immaginiamo. No, non distruggeranno il mondo. Vale la pena provarlo.

Simulazione in laboratorio

Può sembrare che questo sogno sia già diventato realtà. Recentemente si sono diffuse notizie sugli sviluppi in buchi neri Sinteticio anche Simulazione dell'emissione di Hawking da un buco nero. Sono approcci scientifici interessanti, ma esistono Esercizi.

Le “simulazioni di buchi neri in laboratorio” consistono solitamente nel ricreare sistemi fisici noti (ad es La camera di glicerina attraverso la quale passano le onde sonore), alcune proprietà di un buco nero. Ad esempio, come si piega la luce mentre si propaga o quale sarà la temperatura. Cioè, imitano un certo tipo di buco nero (che è molto utile sperimentalmente) ma non sono essi stessi buchi neri.

Come possiamo realizzare una tale impresa?

La macchina che può realizzarlo

Grande collisore di adroni (LHC) Large Hadron Collider) è il più grande e potente acceleratore di particelle esistente. Il CERN esegue anche simulazioni di buchi nerima basato su collisioni tra particelle subatomiche che potrebbero generare un “vero” mini buco nero.

È stato implementato nel primo decennio di questo secolo Circondato da alcune polemichesulla base della presunta mancanza di sicurezza nei test previsti. Si è anche pensato di fermare l'avvio degli esperimenti presentando istanze nei tribunali statunitensi ed europei..

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I principali critici affermano che l'LHC ha un potenziale sufficiente per creare piccoli buchi neri a bassa velocità che potrebbero crescere a scapito della massa del nostro pianeta: si annunciava uno scenario terrificante che porterebbe alla distruzione della Terra.

Le previsioni apocalittiche verranno ignorate? È possibile creare un piccolo buco nero al CERN? Se sì, sarebbe un pericolo per l’umanità?

I buchi neri sono più piccoli di un atomo

Teoricamente sarebbe possibile, anche se questa possibilità è molto remota. Saranno minuscoli buchi neri (mini-buchi neri) che saranno più piccoli delle dimensioni di un atomo di idrogeno (a differenza dei buchi supermassicci con masse di milioni di masse solari).



Per saperne di più: Cos'è un buco nero e perché è importante che il nostro buco nero venga fotografato


Esistono forti prove sperimentali dell’esistenza di buchi neri massicci, ma non sono stati ancora trovati buchi neri piccoli. Se esistessero nell'universo, sarebbero sorti durante i primi istanti dell'universo, a causa del collasso della gravità di regioni estremamente calde. Saranno buchi neri primordiali.

Quando parliamo di microbuchi neri, entriamo in un’area in cui la fisica quantistica è cruciale. La descrizione dice che esistono a temperature molto elevate e che emettono radiazioni (le cosiddette Radiazione di Hawking). Più è piccolo, più diventa caldo fino ad evaporare completamente.

Potenziale mini buco nero al CERN

L'LHC non genererà buchi neri nel senso cosmico (un oggetto astronomico con una gravità così intensa che nemmeno la luce può sfuggire). Tuttavia, alcune teorie suggeriscono che sia possibile la formazione di piccoli buchi neri “quantici”, come risultato di collisioni di particelle ad alta energia. Ciò che accade al CERN sono molteplici simulazioni al computer di questi buchi neri.

In teoria, i microbuchi neri creati al CERN avrebbero masse di circa 0,00001 grammi e dimensioni trilioni di volte più piccole di un protone. Alla fine, si disintegrerà quasi immediatamente.

L'osservazione sperimentale di un simile evento sarebbe entusiasmante in termini di comprensione dell'universo e sarebbe completamente sicura.

Simulazione della creazione di un piccolo buco nero all'LHC. Crediti: CERN.

Innocuo e innocente (se è successo)

Nel 2015, il Direttore Generale del CERN, Fabiola Gianotti, in merito Possibilità di creare mini buchi neri nell'LHCHa spiegato che nessun acceleratore sulla Terra potrebbe raggiungere l’energia, la densità e i processi catastrofici associati ai buchi neri nello spazio. Ma Gianotti lo ha già annunciato Buchi neri quantisticiPossono formarsi piccoli buchi neri “innocui e innocenti”.

Se compaiono questi piccoli buchi neri, Anche secondo Fabiola Gianotti“Questo sarà molto importante da un punto di vista scientifico, perché indica che il nostro mondo ha più dimensioni spaziali delle tre dimensioni che conosciamo”.

Non crescerà in massa e avrà un'emivita molto breve

Le collisioni di particelle ad alta energia si verificano regolarmente in natura senza causare la distruzione del pianeta. Se i microbuchi neri emergessero nelle collisioni avvenute all’LHC (ad esempio tra coppie di protoni ad alta energia), avrebbero difficoltà a interagire con altre particelle e non crescerebbero di massa.

Inoltre, il suo tempo di dimezzamento sarebbe molto breve, il che farebbe evaporare il mini-buco nero, anziché crescere: si disintegrerebbe rapidamente (in modo non violento), creando una serie di segni sui rilevatori del CERN che potrebbero facilmente identificarlo.



Per saperne di più: Le indicazioni indicano il vuoto locale come l'origine di Amaterasu, il raggio cosmico ultraenergetico che confonde gli scienziati


Illustrazione della particella cosmica Amaterasu catturata dal rilevatore di raggi cosmici di superficie presso il Telescope Array nello Utah. Questa particella trasporta un milione di volte più energia di quella che può essere generata dall'LHC. Crediti: Università metropolitana di Osaka/L-Insight, Università di Kyoto/Ryuunosuke Takeshige.

Possibilità di più dimensioni

La creazione di un mini buco nero nell'LHC confermerebbe l'esistenza di dimensioni multiple, come è stato proposto Teoria delle stringhe. Sarà cioè la prova che il nostro universo non ha 4 dimensioni (3 dimensioni spaziali più 1 temporale), ma piuttosto che comprende altre dimensioni aggiuntive.

Inoltre, i minuscoli buchi neri potrebbero essere l’anello mancante tra la teoria della relatività generale di Einstein e la teoria quantistica, le due grandi teorie fisiche del XX secolo che non c’è modo di unificare.

Se ad un certo punto riusciremo a generare un piccolo buco nero, il mondo non verrà distrutto, ma dovremo sederci e prendere fiato.

Nevio Buratti
Nevio Buratti
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