Gli scienziati potrebbero aver trovato un modo per rilevare la radiazione di Hawking emessa dai buchi neri.
Niente dura per sempre, compresi i buchi neri. Nel corso di periodi di tempo immensamente lunghi, evaporano, così come altri grandi oggetti nell’Universo. Ciò è dovuto alla cosiddetta radiazione di Hawking, dal nome di Stephen Hawking, che sviluppò l’idea negli anni ’70. Purtroppo della radiazione di Hawking non abbiamo osservazioni affidabili. Un trio di ricercatori europei pensa di aver trovato un modo che potrebbe consentire il suo rilevamento sfruttando un evento straordinario che possiamo utilizzare: la fusione tra buchi neri.
Fusione tra buchi neri
Le fusioni dei buchi neri furono previste molto tempo fa ma non furono mai osservate. La teoria ha dimostrato che queste fusioni dovrebbero rilasciare potenti onde gravitazionali. Finalmente, nel 2015, l’osservatorio LIGO ha rilevato la prima fusione e successivamente le rilevazioni si sono susseguite consentendo agli scienziati di avere molti dati a riguardo.
Nella loro breve lettera di ricerca, i ricercatori affermano che queste fusioni sono una finestra sulla radiazione di Hawking (HR). Quando i buchi neri si fondono, possono creare piccoli buchi delle dimensioni di asteroidi che vengono espulsi nello spazio che, grazie alle ridotte dimensioni, dovrebbero rendere rilevabile la loro pulsazione. L’HR proveniente da questi piccoli buchi produce raggi gamma con una particolare “impronta digitale” di fotoni ad alta energia.
Quando questi frammenti del buco nero evaporano, emettono particelle in uno schema a simmetria sferica. Finché il buco nero fuso più grande non blocca la loro vista, le particelle della radiazione di Hawking dovrebbero raggiungerci. I ricercatori affermano che il livello di energia dei lampi di raggi gamma provenienti da questi buchi è rilevabile dai telescopi atmosferici Cherenkov come l’osservatorio di raggi gamma High-Altitude Water Cherenkov (HAWC).
Rimangono tuttavia molte domande. Gli autori affermano che questi piccoli buchi neri emetteranno la maggior quantità di energia in prossimità del loro tempo di evaporazione. Ma quando i frammenti di buchi neri vengono emessi nell’intenso ambiente gravitazionale dopo una fusione, la loro radiazione di Hawking potrebbe esserne influenzata. Lo stesso vale se i micro buchi neri vengono emessi a velocità relativistiche. Entrambi questi fattori potrebbero alterare i loro spettri prima che raggiungano i nostri rilevatori.
Uno sguardo al passato
Ci sono punti nel Modello Standard della Fisica delle Particelle in cui le cose falliscono a causa della nostra mancanza di comprensione. Gli autori sottolineano che alcuni nuovi fenomeni fisici mai osservati prima potrebbero anche distorcere gli spettri di piccoli buchi neri, rendendoli difficili da rilevare.
C’è un altro aspetto davvero interessante in questi buchi neri delle dimensioni di un asteroide. Poiché la fisica nell‘Universo primordiale era diversa, è possibile che siano stati creati in quell’epoca. Se lo fossero, e se non fossero ancora del tutto evaporati, potrebbero costituire parte della materia oscura.
L’osservazione della radiazione di Hawking proveniente da frammenti di buchi neri, quindi, potrebbe illuminarci non solo sulla produzione di essi ma anche sulla fisica delle particelle a energie oltre la portata degli attuali e futuri esperimenti con il collisore, portando impronte dalla nuova fisica basata sulla supersimmetria, compositi dinamiche, o dimensioni extra, solo per citarne alcune.
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Fonte: Universe Today, Cornell University
