INTRODUZIONE alle STELLE DI NEUTRONI: dalla scoperta nel 1967 fino al 2020
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- เผยแพร่เมื่อ 11 ก.ย. 2024
- Il mio libro "Capire il Tempo e lo Spazio":
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In questo video imparerai tutto sulle stelle di neutroni e sulle famose pulsar. Come nascono, come invecchiano e addirittura come possono morire. Dalla scoperta della prima pulsar nel 1967 da parte di Jocelyn Bell Burnell e Antony Hewish fino all'osservazione della fusione di due stelle di neutroni nel 2017.
Un viaggio che ti sorprenderà, attraverso i dati osservativi raccolti in tantissimi esperimenti emozionanti.
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Bibliografia:
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1. Manchester, Science, Vol. 304 (2004)
2. Lattimer and Prakash, Science, Vol. 304 (2004)
3. Lorimer and Kramer, Handbook of Pulsar Astronomy
4. Abbott et al. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration), Physical Review Letters 119, 161101 (2017)
5. Kasen et al., Nature, Vol. 551 (2017)
6. Brecher et al., The Observatory, vol. 103, p.106 (1983)
7. Hessels et al., Science,Vol. 311, Issue 5769, pp. 1901-1904 (2006)
8. Hartnett, Luiten, Review of Modern Physics, 83, 1 (2011)
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Roberta Messuti (Coach e Mentore) minimalistadig...
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Ciao ! Domande? Commenti? Scrivili qui e sarò contentissimo di risponderti ! :)
Grazie. Molto bene!
Li ascolterò volentieri più volte per apprendere meglio.. perché l'argomento è spiegato nei particolari, ed in modo piacevole..
Saluti.. Lucia
Ciao Lucia! Mi fa molto piacere che trovi interessanti i miei video. A presto :) Simone
Bellissimo ottimo approccio aspetterò con ansia i prossimi video, io personalmente faccio il tifo per una interpretazione, trovo fantastico una serie di video che le analizzi con la giusta attenzione tutte!! Grazie!!!
Ciao Sergio! Grandissimo! Vediamo se dai tuoi prossimi commenti riesco a capire per quale interpretazione fai il tifo eheh Io anche ne ho una per cui faccio il tifo :D Ma sarò imparziale eheh
Sai, una discussione sulla meccanica quantistica che distingua le interpretazioni dai fatti è difficile da trovare, quindi quando mi è venuta questa idea mi sono molto emozionato. Sono contento che piaccia anche a te! :) Ciao! Simone
Ciao Simone, i miei più sentiti complimenti per il tuo eccellente lavoro che sto letteralmente "divorando".
Purtroppo mi faccio un mucchio di domande perché la fisica mi è sempre piaciuta fin dalle prime nozione ricevute alle medie ma non sono mai riuscito ad approfondire oltre le basi scolastiche determinati concetti (fino ad ora).
La mia domanda può essere sciocca ma non riesco a togliermela dalla testa: Vedendo i video relativi alle stelle di neutroni, ai buchi neri (stellari e supermassicci), e quello relativo ai cosiddetti "pilastri della creazione", potrebbe esserci la possibilità che da uno scontro di stelle di neutroni o di buchi neri possano formarsi delle "nebulose di creazione" da dove potrebbero nascere nuove stelle (con i loro sistemi) per via del principio di conservazione della massa (o qualcosa di simile)?
Un carissimo saluto.
Simone M.
Bravissimo! Piacevole scoperta!! Dovresti migliorare un tantino il montaggio e sincronizzare meglio video e audio! Comunque bravo bravo! Continua cosi!!!
Grazie D ! E grazie per il suggerimento, è un punto da migliorare e lo farò! :) A presto!
E come dice Filippo (di "Chi ha paura del buio?")
🎶Le stelle sono tante, milioni di milioni, la stella di neutroni, vuol dire densità 🎶😊
Grazie Simone, sei bravissimo! E dove le trovi tutte queste idee?!?
Grazie anche di mettere in risalto le scienziate... ❣️
Ciao Cristiana! :D
Bella la canzone adattata alle stelle di neutroni eheheh
Mi piace dare risalto al ruolo delle scienziate, perché svolgono un ruolo (e lo fanno tuttora) essenziale e importante nella scienza, che non viene spesso riconosciuto ;)
Grazie mille delle tue belle parole, Cristiana :) A presto, Simone
Sei bravissimo grazie di tutto
Stupendo e tutto chiaro! complimenti!
Avrei una domanda: l'aternativa all'evoluzione (o meglio dire collasso) di una stella in un buco nero è la stella di neutroni o ci sono altri percorsi possibili ? esiste da qualche parte un'infografica riassuntiva dell'evoluzione stellare ? Ha scritto (o pensa di scrivere) un libro specifico su questo argomento (astrofisica stellare) ?
Grazie!
Estremamente interessante! Grazie!
Ciao Fernando! Grazie! Ho studiato le stelle di neutroni nella mia carriera di ricerca e sono talmente affascinanti! :) A presto, Simone
Ciao Simone, complimenti per i bellissimi video, avrei una richiesta, sono non lo hai già fatto (in caso ti chiedo il link) potresti fare un video in cui si spiega bene cosa sono e come nascono i neutroni? e cosa li trattiene nel nucleo? ho sempre trovato nozioni poco soddisfacenti... sono convinto che tu puoi approfondire l'argomento in modo semplice ed esaustivo... grazie
Un celo stellato che meraviglia ma di cosa e fatto nane bianche nebulose e tanto di più. Ma si grazie a voi che ci fate capire come fatta la materia polvere di stelle.
Ciao Marino! Grazie a te! :) Simone
Grazie Massimo Polidoro!
ahahah Di niente :P
complimenti bravissimo.
Complimenti per la chiarezza e comunque ti devo dire che come doppiatore sei bravo
Ciao Fabio! Grazie di cuore! :D Adesso registro l'audio in diretta mentre filmo , ma mi son divertito a doppiare me stesso eheh Ciao! Simone
Grazie aiuta la mia curiosità da profana 🤩
Ciao Antonella! È bello condividere questi concetti con gente curiosa :D Buona giornata! Simone
La stella di neutroni ha una ingredientistica particolare, non oso immaginare (e non potrei) cosa contiene e succede in un buco nero 😋 (mi ricorda la torta al cioccolato, nera fondente 😋)
ciao Simone, vorrei complimentarmi per i tuoi video, sempre chiari, affascinanti e veloci ma vorrei farti una domanda
a scuola di solito ci insegnano i soliti 3 stati della materia (solido liquido o gassoso) (poi nn so se è pk ho 12 e nn sono argomenti per me) però sono cosciente dell'esistenza di circa una 30 di stati della materia
so che sono molti ma vorrei chiederti di fare una piccola serie contenenti tutti gli stati della materia e come essi si formano
grazie Simone cm continua così!
Bellissimo video! Adesso però voglio sapere di più sulle Magnetar!
Ciao ZWLO! La scienza è così: ad ogni risposta poi nascono altre domande eheh E per questo è anche affascinante. È un viaggio che stupisce ad ogni passo :) Mi segno le magnetar tra gli argomenti da trattare. Ciao! :) Simone
Ciao Simone, complimenti per il video fantastico. Grazie veramente! Vedendo il tuo video "Introduzione alle stelle di neutroni" mi viene da farti un paio di domande:
1) Avevo l'idea che la stella di neutroni fosse chiamata così per il fatto che la materia che la componeva era sottoposta ad una forza di gravità talmente elevata che gli elettroni degli atomi erano compressi dentro i nuclei atomici. La conseguenza era che i protoni si sarebbero combinati con gli elettroni formando neutroni. Infatti, se non ricordo male, la somma delle masse di un protone + un elettrone farebbe un neutrone con la differenza energetica di un antineutrino. Mentre le cariche delle rispettive particelle si annullerebbero. Fondamentalmente può essere così?
2) Dai miei studi di fisica, terminati più di 20 anni fa, sapevo che la formazione degli elementi chimici più pesanti del ferro avvenisse durante una esplosione di supernova con un processo chiamato, se non ricordo male, di cattura neutronica. Però mi ricordo anche che tale processo era a livello di ipotesi e non so se nel frattempo questa è stata confermata da osservazioni. Non sapevo che questi elementi chimici si potessero formare durante la fusione di due stelle di neutroni. Ma qual è il prodotto di una fusione di due stelle di neutroni? Semplicemente una esplosione? Un buco nero?
Ti ringrazio moltissimo in anticipo, e ancora grazie per i tuoi appassionati video!
Ciao
Andrea
Ciao Andrea! Sono contento che ti piaccia il mio lavoro di divulgazione!
E grazie mille delle bellissime domande.
1) Come dici tu, nelle condizioni estreme della stella di neutroni, molti elettroni si combinano con protoni a formare neutroni. Si instaura un equilibrio tra neutroni, protoni ed elettroni.
2) Nel 2017 si osservò la prima fusione di stelle di neutroni e si scoprì che gli elementi più pesanti del Ferro sono principalmente ( o forse unicamente) creati in tale evento. Due stelle di neutroni possono fondere e creare una stella di neutroni più grossa, oppure un buco nero se la massa totale supera la massa critica (che è circa 2.1 masse solari). In ogni caso, moltissimo materiale è scaraventato via dall'impatto. Ed è in questo gas che si allontana che avviene la cattura neutronica che porta agli elementi pesanti. :)
A presto :) Simone
@@PepitediScienza Grazie mille!!
sei un ragazzo in gamba. è una fortuna che ci siano dottori come te, che nei social si impegnino a far conoscere le meraviglie del cosmo, con abilità e simpatia, in modo da mantenere catturate l'attenzione.
una delle cose più difficili in assoluto, per incuriosire ed interessare le persone, è proprio questa capacità, specie '' oggi '' che siamo tutti rimbambiti dalle sciocchezze della tv.
ho letto in un commento, qui sotto, che ti piacerebbe trattare anche l'argomento del corona- virus ( sars cov 1 e 2 ), ma te lo sconsiglio fortemente, poichè come ti sarai sicuramente accorto, la cosa è soggetta a fortissime implicazioni di natura lobbistico/politica.
credimi...... si rimane inghiottiti in un vespaio, gestito da narrative inquisitorie, che mi ricordano Giordano Bruno, Galilei, ed altri coraggiosi.
non cadere nell'agguato, stanne fuori, oppure.... '' accomunati '' ( dio è morto, il main stream... no !! ).
Ciao Jack! eheh Sono contento che ti piaccia il mio lavoro di divulgazione. E grazie dei tuoi consigli. Avevo poi deciso di mantenermi su ciò che conosco, ovvero la fisica. :D Ciao! Simone
@@PepitediScienza giovane e saggio...... un connubio raro.
Iscritto
Troppo Bravo e simpatico
Ciao n ! Grazie mille. :) Simone
Ciao Simone , ho una nuova domanda : perché i campi magnetici hanno influenza solo sui metalli ferrosi ?
Ciao Giuliano!
Bella domanda :)
Se un materiale reagisce a un campo magnetico o meno e se un materiale riesce a mantenere un campo magnetico per un certo tempo dopo essere stato vicino ad un magnete, dipende principalmente dalla struttura elettronica degli atomi costituenti il materiale e anche dalla disposizione spaziale degli atomi tra loro.
Per esempio, nel Ferro gli elettroni più esterni riempiono l'orbitale d e nessuno degli elettroni è accoppiato. Questo significa che ognuno degli elettroni può contribuire al campo magnetico totale con il suo piccolo campo magnetico. Se invece prendiamo un elemento in cui vi sono più elettroni e tali elettroni sono accoppiati tra loro, allora i campi magnetici degli elettroni accoppiati si cancellano l'uno con l'altro. E questo risulta in una "insensibilità" ad un campo magnetico esterno.
Vi sono comunque tantissimi tipi di magnetismo (ferromagnetismo, ferrimagnetismo, per citarne due) e il discorso che ti ho fatto qui tocca uno dei concetti base. :) A presto! Simone
@@PepitediScienza non potevi rispondere in modo più chiaro ed esaustivo , ..........che bel canale che ho scoperto !!!!!
Grazie mille !!!!
Ciao.......
Grande! A presto Giuliano! :)
Intanto complimenti per i tuoi video , poi vorrei farti una domanda : non ho ben capito se possiamo considerare solida , liquida o gassosa la stella di neutroni , o se questi stati della materia dipendono dallo strato che occupano questi ultimi.
Grazie e continua così !!
Ciao Giuliano! Dipende dallo strato. Il guscio è metallico, quindi solido. La crosta esterna è una transizione tra solido e liquido, mentre la crosta interna è un superfluido nucleare (di neutroni). Nel core la materia esotica non è nessuna delle tre cose in effetti, anche se in gergo si potrebbe chiamare gas (ma non ha niente a che vedere con un gas di elio o azoto a temperature terrestri per esempio). Grazie della domanda! :) Simone
@@PepitediScienza grazie mille a te per la risposta.
Spero che troverai il tempo per rispondermi ancora perché sono maledettamente curioso e faccio tante domande.
Ciao Giuliano, per me è un grandissimo piacere dialogare di scienza con appassionati e curiosi come te. Se hai domande, non esitare :) A presto, Simone
Ciao Simone, grazie per questo contributo, come sempre chiaro e di rapido impatto. Resta per me un dubbio, quando fai l'analogia con la papera, nel caso della perturbazione dell'acqua, la papera fa su e giù. Nel caso di onda gravitazionale, la perturbazione riguardo lo spazio tempo eppure la materia di deforma. La papera non si deforma ma in generale le onde, sonore o elettromagnetiche non deformano la materia. Credo : ) La cosa complessa è capire il confine tra materia e spazio/tempo : ) grazie. Antonio
Ciao Antonio! Vedo che questa questione di spazio-tempo e materia ti affascina molto.
Al passaggio di un'onda gravitazionale, la materia si deforma. Così come i bracci di Ligo si stirano e si accorciano!
È all'interazione tra la materia ed i quanti di gravità che per esempio la teoria della gravità quantistica a loop ascrive questa deformazione. Ma qui siamo alla frontiera della ricerca, con molte domande ancora aperte :) Ciao! Simone
@@PepitediScienza ciao Simone e grazie per le risposte, si, da quando ho letto la "traduzione" in Italiano dell'equazione di campo di Einstein mi faccio e faccio questa domanda :) come fanno a parlare tra di loro materia e spazio e poi ho scoperto che è una domanda attuale. Domani vado a ritirare i libri che avevi consigliato :)
Grazie
belle explicatione
Sto riscoprendo la fisica e la sua poesia
Ciao Dax! Meraviglioso :D Simone
Non ho capito una cosa, come fanno dei neutroni ad emettere radiazione elettromagnetica? 🤔, non dovrebbero essere appunto neutri?...
Una domanda: i neutroni rimangono coesi nel nucleo atomico grazie all'interazione forte; perché il nucleo atomico ha un numero massimo di neutroni che può contenere? Le forze nucleari forti non dovrebbero sommarsi, dato anche il fatto che i protoni sono pochi e quindi esercitano poca repulsione elettromagnetica?
Ciao Eugenio, man mano che si aggiungono neutroni al nucleo, essi occupano livelli energetici a energia sempre più alta (essendo fermioni, non possono occupare lo stesso stato quantistico di altri neutroni). A un certo punto, l'energia dei livelli liberi si avvicina a zero (dove zero corrisponde a una particella libera, non legata) e non rimangono livelli energetici legati. :) Simone
Buongiorno Simone.
Quindi, come succede in un motore, la rotazione del campo magnetico genera un flusso di elettroni che, a loro volta, debbono caratterizzati dalla presenza di un campo elettrico... così che se buttassi un po' di "limatura di ferro" nello spazio, farei un grande esperimento cosmologico, come quando andavo a scuola! UAUH!
Sto scherzando...
Seriamente, invece, ma quindi potrebbe essere che il campo elettromagnetico nel quale siamo immersi, sia proprio la conseguenza della presenza di masse o era già presente ad ogni massa e queste ne hanno solo interagito, modificandolo?
Questo campo, potrebbe, a sua volta, interagire con lo spazio-tempo?
Ciao Giovanni, un corpo con massa curva lo spazio-tempo, ma può generare un campo e.m. solo se è carico elettricamente, per esempio. I campi e.m. e quello gravitazionale sono due oggetti distinti.
Sul fatto che possano interagire tra loro, nell'ottica della gravità quantistica a loop il campo gravitazionale è fatto di quanti che interagiscono con i quanti di materia e del campo e.m. (i fotoni). La gravità quantistica punta verso un mondo fatto di interazioni, dalle quali scaturiscono le cose. ;) A presto, Simone
@@PepitediScienza certo.
La descrizione dell'interazione, sembra sia la colonna portante dell'ultimo libro di Rovelli.
Ma in questo, in fondo, l'interazione caratterizza anche i fenomeni macroscopici e quindi, alla fin fine, anche indagando il microcosmo, se c'è abbastanza apertura mentale, comprendiamo meglio la realtà consueta dell'osservabile.
Ciao Giovanni! Sicuramente! Sempre con l'attenzione di non trasferire le proprietà quantistiche a corpi macroscopici. Ma la filosofia del mondo microscopico sì che può aiutare a capire quello che vediamo con i nostri occhi. Per esempio, il fatto che il mondo sia fatto di interazioni da cui scaturiscono le cose. :) Simone
Complimenti! Bravissimo! Peccato che tra pasta e zuppa mi abbia fatto venire fame ...
Ahahah! Ciao Lydia! Sì, in effetti chi ha battezzato la materia in una stella di neutroni si è un po' fissato con il mondo della pasta :D Ciao! Simone
Ne ho comprate tante di quelle bottiglie ed ho bevuto il contenuto, ma sono rimasto particolarmente ubri...ehmm, confuso....
Domanda: come è possibile conoscere la struttura interna delle stelle di neutroni? Quali sono le prove sperimentali e come queste sono state acquisite a supporto delle attuali conoscenze sulla struttura interna delle stelle di neutroni? Inoltre, che certezza abbiamo di queste conoscenze se esse derivano solo dall'analisi della radiazione emessa?
Ciao Alberto, ottima domanda!
Tralascio la discussione del Core delle stelle di neutroni, dove le incertezze sono molte.
Ti faccio un esempio per arrivare a capire la crosta interna di una stella di neutroni.
Vi sono utili indizi che conosciamo dalle misure di stelle di neutroni.
Molto importante è la frequenza con cui ruotano. Un oggetto che ruota su sé stesso ogni 1 millisecondo dev'essere un oggetto molto denso, altrimenti la forza centrifuga sparerebbe la materia della superficie nel cosmo.
Invece, essendo molto massiccio, la gravità della stella tiene tutto legato.
Inoltre, dal moto relativo di stelle di neutroni con altri corpi possiamo dedurne la massa.
Quindi abbiamo massa e densità tipiche, abbiamo quindi il raggio tipico.
Grazie alla nostra comprensione della gravità (vedi la relatività generale) e della meccanica quantistica, sappiamo che a queste densità la materia diviene degenere. In particolare, superiamo la degenerazione degli elettroni e raggiungiamo quella dei neutroni.
Questo ci dice con certezza che nei primi due km sotto la superficie si crea uno strato di neutroni in equilibrio con protoni ed elettroni. Questo equivale a un nucleo atomico gigantesco e qui entra in gioco la nostra conoscenza di fisica nucleare.
A quelle densità, l'equilibrio vede un grande numero di neutroni rispetto ai protoni e possiamo calcolare questa proporzione. Qui entrano in gioco delle incertezze, perché i nostri modelli nucleari sono costruiti per nuclei con una superficie ben definita, mentre qui parliamo di un materiale molto esteso. Ma vi sono modi per vincolare la teoria anche ad esperimenti di laboratorio che simulano le condizioni nella crosta interna delle stelle di neutroni.
Insomma, bisogna combinare tutte le misure con tutta la conoscenza in vari campi (astrofisica, fisica nucleare (e meccanica quantistica quindi), gravitazione).
Spero di averti reso l'idea :) Ciao! Simone
Grazie della esaustiva risposta Simone! Quindi, riassumendo, quello che sappiamo è ricostruito a posteriori sulla base delle conoscenze troriche generali supportate dalla semplice osservazione della frequenza e del tipo di radiazione emessa dalla stella di neutroni con sui bursts.
Mi chiedo però a questo punto come stanno le cose per le stelle di neutroni che non sono pulsar. In questo caso abbiamo solo l'osservazione della luce (di superficie) emessa dalla stella e quindi ancora meno strumenti (nessuno?) per conoscere la loro struttura che quinidi immagino possa essere riconducibile alle sole conoscenze acquisite dalle pulsar. Corretto?🤓
Ciao Alberto! Una stella di neutroni silente è di difficile osservazione, come dici tu. Ne possiamo osservare i movimenti se per esempio gira intorno ad una stella luminosa. Dai movimenti di quella luminosa capiamo massa e distanza della stella di neutroni silente. Oppure ne traiamo informazioni quando una stella di neutroni si fonde con un'altra e ne rileviamo le onde gravitazionali più tutta la luce emessa nella fusione. Si capiscono moltissime cose, ma sempre combinando le osservazioni con i modelli teorici! :) Simone
Voglio anch’io la bottiglia quanto costa???
wow
che video pesante :D ottimo ma se la stella di neutrone perdesse una porzione cosa succederebbe?
Ahahahah Daniele! :D Le pulsar sono veramente pesantissime :)
Per rispondere alla tua domanda: se improvvisamente perdesse una gran quantità di massa, allora non si creerebbero le densità interne per la creazione di un core con materia "strana" (quark strange per esempio), o addirittura non si raggiungerebbero i 500 milioni di Kg/cm3 della neutron drip line dove i neutroni gocciolano fuori dai nuclei. Quindi perderebbe il suo esotismo. :)
@@PepitediScienza Grazie prof 😁
@@PepitediScienza battuta scontata: senza er core a questo mondo merita darsi pace
ciao, sarebbe bello vederti trattare il coronavirus. ( queste e solo un consiglio )
Grazie Dark Gold ! Lo metto nella lista degli argomenti che sarebbe bello trattare. :)
perché dicono :....nebulosa DEL granchio ....? si tratta della NEBULOSA GRANCHIO
fa une botiglia aria tony
pasta nucleare