0497. La radiazione di Hawking sottrae energia?

Quando si parla della radiazione di Hawking si cita sempre l'esempio della coppia particella/antiparticella che si forma appena fuori l'orizzonte degli eventi. Una finisce nel buco nero e l'altra ne rimane fuori, questo porta evidentemente ad un consumo di energia che non viene restituita al vuoto quantistico. Quello che non capisco è come questo meccanismo possa sottrarre energia al buco nero causandone nel lunghissimo periodo l'evaporazione. L'energia utilizzata non viene forse dal disco di accrescimento e quindi fuori dal buco nero (anche perchè dall'orizzonte non potrebbe uscire nulla)? (Fabrizio)

L'ipotesi alla base del modello di Hawking è che il fenomeno di generazione di coppie avvenga proprio in corrispondenza dell'orizzonte degli eventi, così che la particelle che si allontanano dal buco nero gli sottraggono effettivamente energia. Di qui il meccanismo di evaporazione del buco nero, che può, nelle opportune condizioni, portare anche alla distruzione del buco nero - perché questo accada tuttavia occorre che si verifichino due condizioni: che il buco nero sia di massa sufficientemente piccola (i calcoli mostrano che l'emissione di radiazione aumenta al diminuire della massa del buco nero) e che l'emissione di radiazione non sia bilanciata da un accrescimento del buco nero per cattura di materia o energia dallo spazio circostante (anche in mancanza d'altro, come minimo il buco nero può catturare la radiazione cosmica di fondo). Ne consegue che il fenomeno dell'evaporazione diventa significativo solo per buchi neri di massa molto inferiore rispetto a quelli che si formano come stadi terminali della vita delle stelle. Si ipotizza che buchi neri di dimensioni sufficientemente piccole perché l'evaporazione sia un fenomeno osservabile si possano essere formati durante fasi primordiali di vita dell'Universo, perciò la ricerca continua in cerca di una evidenza sperimentale del fenomeno che al momento, a vari decenni di distanza dalla prima esposizione della teoria, ancora manca.

Marco Circella, fisico 

 ultimo aggiornamento febbraio 2020
 
 

 

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