Buchi neri - Tesina per scuola media

I buchi neri

Panoramica

Questo percorso partirà parlando di buchi neri, per poi arrivare ad altre materie.

1. Buchi neri
2. Collegamenti con storia-1915-Schema situazione che portò allo scoppio della Grande Guerra
3. Ungaretti e l’Ermetismo
4. Storia: agli inizi del Nazismo
5. L’età delle superpotenze
6. Tedesco: Deutsche National Feiertag
7. Racism in the USA-English
8. Il Jazz
9. Geografia-L’America

Panoramica storica

1. 1783-Inghilterra. John Michell teorizza l’ipotesi di stelle con una gravità così forte che la luce non può “fuggirvi”. Sono i tempi di fine Illuminismo.
2. ‘800-Francia. La Place avanza un’ipotesi simile
3. 1915-Teoria della Relatività Generale di Albert Einstein. Prima Guerra Mondiale
4. Chandrasekhar formula importanti considerazioni circa il collassamento delle stelle. 1928-Inghilterra-India
5. 1965-1970 Roger Penrose e Stephen Hawking lavorano sui buchi neri. GUERRA FREDDA
6. 1969 John Wheeler conia il termine “buco nero” (black hole). GUERRA FREDDA
7. Cosa ci sarà adesso? Un mondo in continua evoluzione.

Non ne parliamo tutti i giorni…

Premesse necessarie per comprendere meglio gli argomenti qui trattati.

Effetti della gravità sulla luce

Anche la luce viene influenzata dalla gravità.

Per cui è probabile che alcune stelle vengano viste erroneamente.

Teorie sull’universo

L’ipotesi dell’universo che tornerà a comprimersi sembra poco accettabile, in base al fatto che anche sommando la materia oscura non si raggiunge la massa critica.

• Spin 0: la particella è uguale da qualsiasi punto di vista.
• Spin 1: la particella torna uguale dopo una rotazione.
• Spin 2: la particella torna uguale dopo mezza rotazione (180°).
• Spin ½: la particella torna uguale dopo due rotazioni (esempio: elettroni).

Rappresentazione del numero di spin

Lo spin è quel valore, nella fisica quantistica, che dice il numero di rotazioni necessarie perché una particella torni a essere uguale.

Il principio di esclusione di Pauli esprime il fatto che due particelle non possono trovarsi nello stesso posto alla stessa velocità.

Questo principio è fondamentale, perché spiega il fatto per cui le particelle non si contraggono sotto l’influenza di forze prodotte dalle particelle di spin 0, 1 e 2.

Principio di esclusione di Pauli

Considerazioni fondamentali.

Un quanto è un “pacchetto” di energia.

Questa formula è da applicare nella ricerca dell’energia di un quanto.

Cos’è un quanto?

Max Planck e i “pacchetti di onde”.

I gravitoni sono particelle di spin 2 che generano la forza di gravità.

Sono particelle senza massa, e questo rende la gravità espandibile fino a grandi, grandissime distanze.

Sono particelle virtuali perché non osservabili.

Le forze principali dell’universo sono la gravità, l’elettromagnetismo, la forza nucleare forte e la forza nucleare debole (con relative particelle).

La forza di gravità è la più debole: basti pensare che

la forza elettromagnetica fra due elettroni è 10⁴²

volte maggiore della forza gravitazionale.

I gravitoni

Buco nero: la storia

Il termine buco nero fu introdotto nel 1969 a opera di John Wheeler.

Ma già nel 1783, un professore universitario di nome John Michell teorizzò l’esistenza di stelle così forti gravitazionalmente che la luce non sarebbe potuta «fuggire» dal corpo celeste e che quindi si sarebbe presentato nero.

Ai tempi di Michell, esistevano due teorie sulla natura della luce: una corpuscolare, secondo cui la luce era composta di particelle, l’altra, ondulatoria, che sosteneva essere costituita da onde. Oggi sappiamo che entrambe le teorie sono corrette [dualità onda-particella (meccanica quantistica)].

Un altro scienziato, De Laplace, avanzò un’ipotesi simile. Egli la scriverà però solo nei suoi primi due libri, poi questa ipotesi svanirà, probabilmente perché la riteneva assurda.

Infatti, un fotone dovrebbe andare avanti a velocità costante.