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Trascrizione

Le stelle di neutroni sono gli oggetti più densi nell’universo a non essere buchi neri.

Nei loro nuclei, potremmo trovare la sostanza più pericolosa che esista:

la materia strana.

Una cosa bizzarra, talmente estrema da piegare le regole dell’Universo

e che potrebbe infettare e distruggere qualsiasi cosa con cui venga in contatto.

Oppure potrebbe insegnarci come l’Universo è iniziato.

Forse entrambe.

Kurzgesagt - In poche parole In collaborazione con Brilliant.

Per capire quanto la materia strana sia davvero estrema, ci servono prima dei fondamenti.

Cos’è una stella di neutroni? E in che modo la materia strana rompe le regole dell’Universo?

Per far entrare tutto in un singolo video, semplificheremo esageratamente un paio di cose,

ma metteremo a vostra disposizione letture aggiuntive, qualora vogliate più dettagli.

Una stella di neutroni è ciò che resta dopo che una stella davvero massiccia esplode in una supernova.

Quando ciò accade, il nucleo della stella collassa sotto la sua stessa forza gravitazionale,

con una forza verso il centro così intensa da comprimere nuclei atomici e particelle assieme violentemente.

Gli elettroni sono spinti nei protoni, reagendo e formano neutroni.

Tutto lo spazio vuoto tra gli atomi è all’improvviso pieno di particelle che non potrebbero stare così vicine, ma non possono fare altrimenti.

Spingono disperatamente contro la gravità, contro il collasso.

Se vince la gravità, diventano un buco nero.

Se vincono loro, diventano una stella di neutroni.

Ciò rende le stelle di neutroni come dei nuclei atomici grandi quanto città,

ma che hanno la massa del nostro Sole.

E qui le cose si fanno bizzarre.

L’ambiente nel nucleo delle stelle di neutroni è così estremo che le regole fisiche dei nuclei atomici mutano.

E questo può portare a una sostanza strana ed estremamente pericolosa.

Ma non bruciamo le tappe.

Dobbiamo prima conoscere le regole per imparare come possono essere rotte.

Protoni e neutroni, le particelle componenti i nuclei atomici, sono fatti di particelle più piccole chiamate “quark”.

I quark non vogliono stare da soli: sono qualcosa che definiamo “confinato”.

Puoi provare a tirare per separarli, ma più li tiri, più loro cercano di tornare assieme.

Se si usa tanta energia, loro usano questa energia per creare nuovi quark.

I quark esistono assieme come i mattoni delle altre particelle, e non sono mai stati osservati da soli.

Ce ne sono di tanti tipi, ma solo due sembra siano in grado di creare materia stabile:

i quark “up” e “down”, presenti nei protoni e nei neutroni.

Tutti gli altri quark sembra decadano velocemente.

Ma questo potrebbe essere diverso all’interno delle stelle di neutroni.

Le forze che agiscono nei loro nuclei sono così estreme che in realtà sono molto simili all’Universo poco dopo il Big Bang.

I nuclei delle stelle di neutroni sono come fossili,

che ci potrebbero permettere di scrutare indietro nel tempo all’inizio di tutto.

Quindi imparare come i quark si comportano in una stella di neutroni

è un modo per imparare la natura stessa dell’Universo.

Un’ipotesi è che dentro i nuclei delle stelle di neutroni, protoni e neutroni si dissolvono:

tutte le particelle strette fianco a fianco svaniscono e si uniscono in una sorta di “mare di quark”.

Quantità innumerevoli di particelle diventano una cosa gigantesca, composta unicamente da quark:

la materia di quark.

Una stella con questa composizione è chiamata stella di quark,

anche se dall’esterno potrebbe non sembrare differente da una normale stella di neutroni.

Adesso possiamo finalmente parlare della sostanza più pericolosa.

Se la pressione all’interno di una stella di quark è sufficiente, potrebbe diventare più strana. Letteralmente.

Nei nuclei delle stelle di neutroni, alcuni quark potrebbero mutare in “Quark Strange”.

I “quark strange” hanno proprietà quantistiche bizzarre, sono più pesanti e, in mancanza di un termine adatto, più forti.

Se apparissero, potrebbero creare della materia strana.

La materia strana potrebbe essere lo stato ideale della materia:

perfettamente densa, perfettamente stabile, e indistruttibile.

Più stabile di tutta l’altra materia nell’Universo.

Così stabile che potrebbe esistere al di fuori delle stelle di neutroni.

Se questo è il caso, abbiamo un problema: potrebbe essere contagiosa.

Ogni frammento di materia che tocca potrebbe essere impressionato dalla sua stabilità

che immediatamente si trasformerebbe in materia strana a sua volta.

Protoni e neutroni si dissolverebbero e diventerebbero parte del mare di quark,

il che libererebbe energia creando ulteriore materia strana.

L’unico modo per sbarazzarsene sarebbe gettarla in un buco nero.

Ma allora, chi se ne frega? È tutta all’interno delle stelle di neutroni.

Se non che quando le stelle di neutroni collidono con altre stelle di neutroni, o con buchi neri,

sputano fuori quantità enormi di ciò che le compone, il che potrebbe includere minuscoli frammenti di materia strana,

chiamati “strangelet”.

Gli strangelet sono densi quanto il nucleo di una stella di neutroni.

Potrebbero essere piccolissimi, forse persino subatomici, ma anche il più grande non sarebbe più grande di un razzo.

Questi strangelet vagerebbero per la galassia per milioni o miliardi di anni,

fin quando non incontrano una stella od un pianeta per caso.

Se uno si scontrasse con la Terra, iniziarebbe istantaneamente a trasformarla in materia strana:

più ne trasforma, più accrescerebbe.

Infine ogni atomo della Terra verrebbe trasformato:

la Terra diverrebbe un grumo rovente di materia strana, grande quanto un asteroide

Se uno strangelet colpisse il Sole, collasserebbe in una stella strana,

facendosi strada in esso come un incendio divampa in una foresta secca.

Questo non cambierebbe molto la massa del Sole, ma diventerebbe molto meno luminoso e la Terra congelerebbe a morte.

E un po’ come un minuscolo virus, non avremmo modo di vedere uno strangelet in arrivo.

Peggio ancora, alcune teorie suggeriscono che gli strangelet siano più che comuni,

e siano più numerosi delle stelle della nostra galassia.

Questi strangelet potrebbero essersi formati appena dopo il Big Bang,

dove ovunque era caldo e denso come nel nucleo di una stella di neutroni.

Potrebbero essersi agglomerati attorno alla gravità delle galassie mentre l’Universo cresceva e si evolveva.

Gli strangelet potrebbero anche essere così numerosi e massivi

che potrebbero essere la materia oscura che noi sospettiamo tenere assieme le galassie.

Ma forse no.

Queste sono speculazioni, e la Terra, il Sole ed i pianeti non sono stati consumati

in un incendio di strangelet nei vari miliardi di anni, quindi le probabilità ci dicono che non accadrà presto.

Comprendere questi strani oggetti potrebbe essere la chiave per capire la nascita del nostro universo,

e perché sia cresciuto per diventare com’è adesso.

Quando gli scienziati giocarono la prima volta con cavi e magneti pensando agli elettroni,

non avevano idea di come la tecnologia si sarebbe evoluta negli anni successivi.

Gli scienziati che oggi pensano ai nuclei delle stelle di neutroni ed alla materia strana

potrebbero star creando le basi di un futuro per l’uomo oltre la nostra più folle fantasia.

O forse no. Sarà il tempo a dircelo.

Mentre aspetti di vedere se l’Universo verrà distrutto, potresti voler saperne di più.

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