Stella nera (astronomia)

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Una stella nera è un ipotetico tipo di stella, simile per molti aspetti a un buco nero, la cui esistenza è stata ipotizzata da alcuni scienziati (Carlos Barcelò, Stefano Liberati, Sebastiano Sonego e Matt Visser) i quali hanno messo in dubbio l'esistenza dei buchi neri.

L'esistenza dei buchi neri, predetta dalla relatività generale di Albert Einstein, è stata finora solo verificata con osservazioni indirette, dato che i buchi neri non possono essere visti (in quanto neanche la luce può sfuggire al loro immenso campo gravitazionale) ma possono essere rilevati solo gli effetti che questi possono esercitare sulle stelle vicine.

L'ipotesi scientifica prevede che i corpi celesti identificati come buchi neri dagli astronomi tramite osservazione indiretta sarebbero un altro tipo di oggetto astronomico, da loro chiamato "stella nera". Infatti, alcuni effetti quantistici potrebbero non condurre al collasso gravitazionale e alla formazione di un buco nero ma generare invece un diverso corpo celeste, la stella nera, con la sostanziale differenza che quest'ultima sarebbe priva di orizzonte degli eventi. Le stelle nere sarebbero tuttavia abbastanza dense da provocare molti degli effetti associati ai buchi neri.

La loro ricerca è stata pubblicata su Scientific American e, in Italia, su Le Scienze (edizione italiana di Scientific American).

Paradossi dei buchi neri[modifica | modifica sorgente]

La formulazione della teoria è stata stimolata dalla necessità di superare i paradossi associati all'ipotesi dei buchi neri:

  • Singolarità: nei buchi neri classici (previsti dalla relatività generale) tutta la materia è concentrata in un punto (singolarità) di densità infinita. Questo suggerisce che la teoria non sia valida in questo punto, in quanto prevede una grandezza infinita. Probabilmente la relatività generale sbaglia in questo punto in quanto non considera gli effetti quantistici a scala microscopica. Per superare questo paradosso si sta tentando di creare una teoria quantistica della gravità, detta gravità quantistica.
  • Perdita delle informazioni: secondo Stephen Hawking, i buchi neri evaporerebbero molto lentamente fino a scomparire del tutto, emettendo radiazione di Hawking. Ciò genera però il paradosso della perdita di informazioni. Un buco nero contiene infatti delle informazioni contenute nella materia da esso inghiottita. Evaporando emette la radiazione di Hawking che però non trasporta informazioni. Di conseguenza quando il buco nero evaporerà completamente, tutte le informazioni in esso contenute scompariranno nel nulla e ciò viola il principio dell'unitarietà, che sostiene che l'informazione non può essere distrutta.

In assenza di una teoria completa sulla gravità quantistica, Barcelò, Liberati, Sonego e Visser hanno mischiato alcuni aspetti della meccanica quantistica con la gravità classica einsteiniana, giungendo alla conclusione della formazione delle stelle nere al posto dei buchi neri.

Le stelle nere, a differenza dei buchi neri, non perdono informazioni mentre evaporano.

La teoria delle stelle nere non è quindi la soluzione definitiva al paradosso delle informazioni, perché sia risolto completamente il quale, bisognerà probabilmente attendere lo sviluppo di una teoria della gravità quantistica completa.

Formazione ipotetica di una stella nera[modifica | modifica sorgente]

Barcelò, Liberati, Sonego e Visser hanno dimostrato che, supponendo che il collasso gravitazionale di una stella sia molto più lento della caduta libera del materiale dalla superficie della stella verso il suo centro, alcuni effetti quantistici (polarizzazione del vuoto) possono opporsi significativamente al collasso impedendo la formazione di un orizzonte degli eventi e quindi di un buco nero. Si formerebbe invece una stella nera.

Caratteristiche ipotetiche di una stella nera[modifica | modifica sorgente]

  • Il campo gravitazionale è simile ma non identico a quello di un buco nero
  • A differenza di un buco nero, l'interno è completamente pieno di materia densa
  • A differenza di un buco nero, non ha un orizzonte degli eventi
  • Emette una radiazione analoga a quella di Hawking, ma a differenza della radiazione di Hawking, la radiazione delle stelle nere trasporta informazione e dunque il principio di unitarietà non è violato (non vi è perdita di informazioni).

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • Carlos Barceló, Stefano Liberati, Sebastiano Sonego and Matt Visser, Scientific American (October 2009) Black Stars, Not Black Holes
  • Barceló, C.; Liberati, S.; Sonego, S.; Visser, M. (2008). Fate of gravitational collapse in semiclassical gravity . Physical Review D 77: 044032. doi:10.1103/PhysRevD.77.044032.
  • Visser, Matt; Barcelo, Carlos; Liberati, Stefano; Sonego, Sebastiano (2009) "Small, dark, and heavy: But is it a black hole?", Bibcode: 2009arXiv0902.0346V, arΧiv:arXiv:0902.0346 [gr-qc]

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Buco nero