Buchi neri

From: Valter Moretti <moretti_at_science.unitn.it>
Date: 1998/10/11

Alessandro Barducci wrote:
>
> Ciao a tutti, � da un po' di tempo che ho due seri dubbi sui buchi
> neri, in particolar modo sll'evaporazione quantistica, e vorrei sapere
> cosa ne pensate.
> Prima vedo di riassumere la mia visione qualitativa del modello
> dell'evaporazione quantistica, magari � proprioqua che commetto degli
> errori....
> L'idea � che alcune particelle possono "saltar fuori" dall'orizzonte
> degli eventi, e che mediamente sono ppi� le particelle che escono che
> quelle che entrano, quindi "senza violare formalmente" la relativit�
> generale, si ottiene un'evaporazione che pu� essere, per mini buchi
> neri, estermamente rapida. (credo si sia anche chi volgia psiegare cos�
> i "gamma-burst").

Ciao, per quello che ho sentito recentemente (congresso Nazionale di
Fisica Teorica di Cortona e Congresso Nazionale di Relativita' Generale
Fisica della Gravitazione di Bari, nessuno ha invocato l'evaporazione
esplosiva dei black holes primordiali per spiegare i gamma-burst. Non
ho avuto occasine di chiedere allo speaker in entrambi i congressi (in
verita' se mi fosse venuta in mente la questione avrei posto la
domanda), ma credo abbiano qualche motivo per non usare tale ipotesi.



> A parte che restano da verificare i calcoli, il prof. Belinski di Roma
> sosteneva che con calcoli quantistici pi� accurati l'evaporazione non
> si verifica,

Interessante, una voce dissonante dal coro, potresti darmi qualche
riferimento scritto (articoli, proceedings...) se ne hai l'occasione?

 penso che
> A) In primo luogo mi sembra che ci sia un errore metodologico di fondo.
> La relativit� generale affarma che nulla pu� uscire da un buco nero.

Infatti non esce niente dall'orizzonte degli eventi, nel senso che nulla
lo attraversa, il flusso termico di particelle si vede
fuori dall'orizzonte. La questione e' la seguente. Si parte da
uno spaziotempo nel passato in cui c'e' materia macroscopica molto
diluita tanto che la metrica sia praticamente piatta e ci sia un campo
quantistico nello stato di vuoto di Minkowski. Molto lentamente la
materia comincia a collassare in un punto e infine forma un buco nero.
Quando tutta la materia macroscopica e' finita oltre l'orizzonte il
buco nero raggiunge, almeno classicamente una sua stabilita' e la
metrica fuori e' quella di Schwarzschild (ammettiamo un buco nero
scarico non in rotazione e ammettiamo che lo spazio sia asintoticamente
piatto [altrimenti possono formarsi buchi neri topologici]).
In questo stato finale la metrica e' nuovamente statica e un osservatore
puo' quantizzare il campo che e' presente fuori dal buco nero definendo
le funzioni d'onda delle particelle come le soluzione dell'equazione di
campo di Klein-Gordon o altro con frequenza positiva quando tale
frequenza e' riferita al tempo di Schwarzschild. Molto lontano dal buco
nero lo spaziotempo e' sempre e comunque quello di Minkowski per cui uno
si aspetta che lo stato quantistico del campo che e' rimasto nel vuoto
di Minkowski iniziale (siamo in rappresentazione di Heisenberg) sia
ancora lo stato di vuoto.
La scoperta sorprendente di Hawking e' che non e' cosi':
lo stato del campo non e' lo stato di vuoto riferito alla nuova
quantizzazione, invece e' uno stato che esibisce una natura termica:
contiene un flusso termico di particelle che partono dall'orizzonte
del buco nero e si allontanano verso l'infinito (alcune ricadono
nel buco nero, ma molte sfuggono). Il fenomeno e' quindi studiato
quando il buco nero e' divenuto classicamente stabile (cioe' non
ingurgita piu' materia macroscopica) nel processo di collasso
non si riesce a dire molto che io sappia, sulla radiazione di
Hawking.
 
Ora non ho il tempo di aggiungere altro, appena ne avro' un po' di piu'
aggiungero' qualcosa.

Ciao,

Valter Moretti
Dipartimento di Matematica
Universita' di Trento e INFN
Received on Sun Oct 11 1998 - 00:00:00 CEST