INTRODUZIONE
In questo testo proseguo l’esposizione di quanto ho scritto nel paragrafo 5 “Conseguenze: particelle” del mio articolo “Ipotesi su un buco nero”.[1]
Il paragrafo 5 dell’articolo ora citato inizia con le parole:
“La descritta parziale deflagrazione del buco nero massiccio con m = 1 – 0,96 proietta nello spazio anche delle particelle subatomiche.”
Lì mi soffermavo sulle emissioni provenienti dalla parte del buco nero che non è esplosa.
Qui di seguito formulo delle ipotesi sulle particelle subatomiche e sull’energia che la deflagrazione proietta nello spazio.
Le ipotesi possono essere formulate da chiunque.[2]
Come è noto, il metodo sperimentale si articola in tre fasi diverse: ipotesi, esperimento, tesi.
Per questa ragione, tutte le ipotesi – comprese quelle esposte in questo articolo – sono destinate a rimanere tali fino a quando la ricerca scientifica non giunge a confermarle o a smentirle.
BUCO NERO ED ENTROPIA
Ipotizzo che l’azione di un buco nero sulla materia che esso attrae e assimila per il suo accrescimento possa essere espressa come segue:
2/3 . (sopra la linea di frazione) radice quadrata di (m + g/2) -( r . 1/t) (sotto la linea di frazione) s . (m . r)
Questa formula implica la riduzione della complessità della materia, da molecole e atomi a particelle subatomiche ed energia.
Alcune di queste particelle subatomiche ed energia sono proiettate nello spazio dalla deflagrazione parziale del buco nero della quale parlo nel paragrafo 5 dell’articolo citato all’inizio di questo testo.
Il lettore potrebbe obiettare che quanto ho appena scritto va contro il secondo principio della termo-dinamica.[3]
Infatti, se quanto ho scritto qui sopra è corretto, il buco nero riduce l’entropia della materia che esso attrae e assimila per il suo accrescimento.
Per risolvere la contraddizione tra il secondo principio della termo-dinamica e la riduzione dell’entropia da parte del buco nero, ipotizzo che quest’ultima sia la causa della radiazione di Bekenstein-Hawking.[4]
L’effetto che l’azione del buco nero che qui ho ipotizzato può avere sulla espansione e contrazione dell’universo sarà oggetto di un altro articolo.
CONCLUSIONE
Se uno o più degli esperimenti che verranno effettuati confermeranno la validità di una o più delle ipotesi che ho formulato in questo articolo, sarò felice di avere dato un contributo al progresso della conoscenza.
In caso contrario, sono comunque felice di avere dato il mio contributo alla riflessione e alla ricerca nel campo della fisica.
Vi ringrazio per il vostro tempo e per la vostra attenzione.
NOTE A PIE’ DI PAGINA
[1] Giorgio Cannella, Ipotesi su un buco nero, in:
https://giorgiocannella.com/index.php/2019/07/23/ipotesi-su-un-buco-nero/
[2] Io lavoro in uno studio legale e il mio interesse per gli argomenti trattati in questo articolo è puramente personale.
[3] Cito da Carlo Rovelli, L’ordine del tempo, Milano, 2017, prima edizione digitale, in:
http://www.davidemolina.it/pdf/2017-LOrdineDelTempo-Carlo-Rovelli.pdf
pagine 21-24.
Il grassetto è mio.
I numeri dal 13 al 19 sono quelli delle note presenti nel testo.
“Calore
Tutto è iniziato con un regicidio. Il 16 gennaio del 1793, la
Convention nationale di Parigi vota la messa a morte di Luigi
XVI. Forse una radice profonda della scienza è la ribellione:
non accettare l’ordine delle cose presenti.13 Fra i membri che
dichiarano il voto fatale c’è Lazare Carnot, amico di
Robespierre. Lazare ha una passione per il grande poeta
persiano Sa‘dī di Shiraz, il poeta catturato e reso schiavo dai
crociati ad Acri, il poeta che ha scritto i versi luminosi che
stanno all’entrata del palazzo dell’ONU:
Tutti i figli di Adamo formano un solo corpo,
sono della stessa essenza.
Quando il tempo affligge con il dolore
una parte del corpo
le altre parti soffrono.
Se tu non senti la pena degli altri
non meriti di essere chiamato uomo.
Forse una radice profonda della scienza è la poesia: saper
vedere al di là del visibile. Da Sa‘dī, Carnot chiama Sadi il suo
primo figlio maschio. Nasce così, dalla ribellione e dalla poesia,
Sadi Carnot.
Il giovane si appassiona alle macchine a vapore che nel XIX
secolo stanno cominciando a cambiare il mondo, usando il
fuoco per far girare le cose. Nel 1824 scrive un libretto con un
titolo seducente: Riflessioni sulla potenza motrice del fuoco,
dove cerca di comprendere le basi teoriche del funzionamento
di queste macchine. Il trattatello è pieno di idee sbagliate:
immagina che il calore sia una cosa concreta, una specie di
fluido, che produce energia «cadendo» dalle cose calde alle
cose fredde, come l’acqua di una cascata produce energia
cadendo dall’alto al basso. Ma c’è un’idea chiave: le macchine a
vapore funzionano in ultima analisi perché il calore passa dal
caldo al freddo.
Il libretto di Sadi finisce nelle mani di un austero professore
prussiano dagli occhi spiritati, Rudolf Clausius. È lui a cogliere
il punto della faccenda, enunciando una legge che diverrà
celebre: se nient’altro intorno cambia,
il calore non può passare
da un corpo freddo a uno caldo.
Il punto cruciale è la differenza con le cose che cadono: una
palla può cadere, ma anche tornare su da sola – per esempio in
un rimbalzo. Il calore no.
Questa legge enunciata da Clausius è l’unica legge generale
della fisica che distingue il passato dal futuro.
Nessuna delle altre lo fa: le leggi del mondo meccanico di
Newton, le equazioni dell’elettricità e del magnetismo di
Maxwell, quelle della gravità relativistica di Einstein, quelle
della meccanica quantistica di Heisenberg, Schrödinger e
Dirac, quelle delle particelle elementari dei fisici del XX
secolo… nessuna di queste equazioni distingue il passato dal
futuro.14 Se una sequenza di eventi è permessa da queste
equazioni, lo è anche la stessa sequenza ribaltata all’indietro
nel tempo.15 Nelle equazioni elementari del mondo,16 la freccia
del tempo appare solo quando c’è il calore.17 Il legame fra
tempo e calore è dunque profondo: ogni volta che si manifesta
una differenza fra passato e futuro, c’è di mezzo del calore. In
tutti i fenomeni che diventano assurdi se proiettati all’indietro,
c’è qualcosa che si scalda.
Se guardo un film che mostra una palla che rotola, non so dire
se il film è proiettato giusto o all’indietro. Ma se nel film la
palla rallenta e si ferma, vedo che il film è giusto, perché
proiettato al contrario mostrerebbe avvenimenti implausibili:
una palla che si mette in moto da sola. Il rallentare e fermarsi
della palla sono dovuti all’attrito, che produce calore. Solo dove
c’è calore c’è distinzione fra passato e futuro. I pensieri si
dipanano dal passato al futuro, non viceversa, e infatti pensare
produce calore nella testa…
Clausius introduce la quantità che misura questo irreversibile
andare del calore in una direzione sola, e – tedesco colto – le
affibbia un nome preso dal greco, entropia: «Preferisco
prendere il nome di quantità scientifiche importanti dalle
lingue antiche, in modo che possano essere eguali in tutte le
lingue vive. Propongo dunque di chiamare entropia di un corpo
la quantità S, dalla parola greca per trasformazione: ἡ
τρορή».18
…
L’entropia di Clausius è una quantità misurabile e calcolabile,19
indicata con la lettera S, che cresce o resta eguale, ma non
diminuisce mai, in un processo isolato. Per indicare che non
diminuisce, si scrive:
ΔS ≥ 0
Si legge: «Delta S è sempre maggiore o eguale a zero», e
questo si chiama «secondo principio della termodinamica» (il
primo è la conservazione dell’energia). Il suo contenuto è il
fatto che il calore passa da solo dai corpi caldi ai corpi freddi,
mai viceversa.
Perdonatemi l’equazione: è l’unica del libro. È l’equazione della
freccia del tempo, non potevo non scriverla, nel mio libro sul
tempo.
È l’unica equazione della fisica fondamentale che conosce la
differenza fra passato e futuro. La sola che ci parla del fluire
del tempo. Dentro questa inusuale equazione sta nascosto un
mondo.
A svelarlo sarà uno sfortunato e simpatico austriaco, nipote di
un costruttore di orologi, figura tragica e romantica: Ludwig
Boltzmann.”
[Note presenti nel testo citato]
“13. La Rivoluzione francese è uno straordinario momento di
vitalità scientifica, nel quale nascono le basi della chimica,
della biologia, della meccanica analitica e di molto altro. La
rivoluzione sociale è andata mano nella mano con la rivoluzione
scientifica. Il primo sindaco rivoluzionario di Parigi era un
astronomo, Lazare Carnot un matematico, Marat si considerava
innanzitutto un fisico. Lavoisier è attivo in politica. Lagrange è
onorato dai più diversi governi che si succedono in quel
tormentato e splendido momento dell’umanità. Si veda S.
Jones, Revolutionary Science: Transformation and Turmoil in
the Age of the Guillotine, Pegasus, New York, 2017.
14. Cambiando quanto opportuno: per esempio il segno del
campo magnetico nelle equazioni di Maxwell, carica e parità
delle particelle elementari eccetera. È l’invarianza per CPT
(Coniugazione di carica, Parità e inversione Temporale) che è
rilevante.
15. Le equazioni di Newton determinano come accelerano le
cose, e l’accelerazione non cambia se proietto un film
all’indietro. L’accelerazione di un sasso lanciato in alto è la
stessa di un sasso che cade. Se immagino gli anni scorrere
all’indietro, la luna gira attorno alla Terra in senso opposto, ma
appare egualmente attirata dalla Terra.
16. La conclusione non cambia aggiungendo la gravità
quantistica. Sugli sforzi per cercare l’origine della direzione del
tempo, si veda per esempio H.D. Zeh, Die Physik der
Zeitrichtung, Springer, Berlin, 1984.
17. Strettamente parlando, la freccia del tempo si manifesta
anche in fenomeni non direttamente legati al calore, ma che
condividono con il calore aspetti cruciali. Per esempio nell’uso
dei potenziali ritardati in elettrodinamica. Anche per questi
fenomeni vale quanto segue, e in particolare le conclusioni.
Preferisco non appesantire la discussione spezzandola in tutti i
suoi diversi sottocasi.
18. R. Clausius, Über verschiedene für die Anwendung
bequeme Formen der Hauptgleichungen der mechanischen
Wärmetheorie, «Annalen der Physik», 125, 1865, pp. 353-400,
qui p. 390.
19. In particolare come quantità di calore che esce dal corpo
divisa per la temperatura. Quando il calore esce da un corpo
caldo ed entra in un corpo freddo, l’entropia totale aumenta
perché la differenza di temperatura fa sì che l’entropia dovuta
al calore che esce è meno di quella dovuta al calore che entra.
Quando tutti i corpi raggiungono la stessa temperatura,
l’entropia ha raggiunto il suo massimo: siamo arrivati
all’equilibrio.”
[4] “In fisica la radiazione di Hawking, detta anche di Bekenstein-Hawking, è una radiazione termica che si ritiene sia emessa dai buchi neri a causa di effetti quantici.
La dimostrazione teorica del fenomeno deriva dall’applicazione dei principi della meccanica quantistica, in particolare dell’energia di punto zero, nei pressi di una zona particolare che circonda il buco nero detta orizzonte degli eventi. Ad oggi non ne esistono evidenze sperimentali.
Il nome si deve al fisico Stephen Hawking, che nel 1974 ne ha elaborato la teoria. Anche il fisico Jacob Bekenstein sostiene che i buchi neri abbiano proprietà termiche.”
Cito da Radiazione di Hawking, in:
https://it.wikipedia.org/wiki/Radiazione_di_Hawking
Le citazioni sono state verificate alla data di pubblicazione di questo articolo sul sito www.giorgiocannella.com
https://orcid.org/0000-0002-9912-6273