Bentornati ad un'altra incredibile edizione delle domande di cultura generale!
Questa volta abbiamo cercato una curiosità scientifica:
Gli scienziati continuano a dimostrare che i neutrini non viaggiano più veloce della velocità della luce. Ebbene, se è così, nel caso di un evento cosmico come una supernova, perché i neutrini ci raggiungono prima della luce? Cosa impedisce alla luce di raggiungerci contemporaneamente?
Ed ecco le risposte degli esperti:
La supernova inizia davvero intorno al nucleo, rilasciando un'esplosione di energia in luce e neutrini. La luce viene dispersa all'interno della stella, viene continuamente assorbita ed emessa facendo una passeggiata casuale per uscirne. I neutrini non interagiscono molto con la materia, quindi fondamentalmente passano attraverso. Nel vuoto la luce è sempre più veloce, ma deve prima sfuggire alla stella in modo che i neutrini abbiano abbastanza vantaggio per raggiungerci per primi.
Una stella pre-supernova è enorme, davvero enorme, una stella di 9 masse solari le dimensioni possono raggiungere gli 8 milioni di km (4 milioni di km dal nucleo alla superficie). E prima che avvenga l'enorme esplosione, il nucleo inizierà a collassare sotto la sua stessa gravità, questo collasso avviene in meno di un secondo (la simulazione dice meno di 250ms) generando un'immensa quantità di neutrini che impiegheranno alcuni secondi per uscire dall'intera stella nello spazio. Ma la parete dell'onda d'urto impiega alcune ore per raggiungere la superficie della stella dove la stella esploderà e poi potrà essere vista, quante ore dipende dalla dimensione della stella, quindi per i neutrini, questo può essere solo 02.4-13.5 secondi (13.3 at c).
Così i neutrini avranno qualche ora di vantaggio sul visibile esplosione, e a seconda delle dimensioni della stella (quante ore tra il collasso del nucleo e l'effettiva esplosione) il vantaggio dei neutrini varierà poiché alla fine la luce supererà i neutrini che viaggiano molto vicino alla velocità della luce.
In aggiunta a ciò, alcune supernove possono impiegare alcuni mesi per raggiungere la loro massima luminosità.
Quindi, “la sp bisogno di luce” è un termine un po'improprio. Viene stampato come c per “costante”, che è la velocità più elevata possibile, o una velocità percorsa sempre da una particella senza massa. Ma la luce la maggior parte delle volte non viaggia effettivamente a c. Viaggia più lentamente a seconda di quale meccanismo attraversa a causa delle interazioni con la materia.
Esempio, è quello con cavi in fibra ottica, luce viaggia circa .250C . In un laboratorio, gli scienziati sono stati in grado di rallentare la luce fino a 40 MPH : https://news.harvard.edu/gazette/story//40/fisici-lenta-velocità-della-luce/
Ora , i neutrini sono particelle molto più piccole che non interagiscono quasi altrettanto con la materia normale, quindi c'è meno da rallentare. Significa anche che abbiamo bisogno di rilevatori speciali per catturarli in primo luogo.
Possono volerci milioni di anni prima che un fotone creato al centro di una stella raggiunga la superficie, poiché interagisce con gli atomi della stella. Un neutrino creato nello stesso posto andrebbe direttamente fuori.
I neutrini che sono indicatori di una imminente supernova vengono creati e lasciano la stella prima che la stella diventi visibilmente una supernova. È un po'come i tremori che misuriamo sui sismografi che sono impercettibili per l'uomo, e arrivano prima che possiamo sentire il terreno tremare.
Come altri hanno detto che la velocità dei neutrini è così vicina alla velocità della luce, che dovresti essere incredibilmente lontano dalla supernova affinché i fotoni che illustrano la supernova superino i neutrini.
tl;dr: i neutrini hanno un vantaggio sufficiente per arrivare alla nostra posizione e bombardare i nostri sensori, prima che possiamo vedere i fotoni visibili che ci mostrano l'effettivo supernova.
Modifica:
> A causa della loro natura debolmente interagente, i neutrini emergono subito dopo il collasso. Al contrario, potrebbe esserci un ritardo di ore o giorni prima che il segnale del fotone emerga dall'involucro stellare. Pertanto, una supernova verrà osservata prima negli osservatori di neutrini.
https://en.wikipedia.org/wiki/Supernova_neutrinos#Detection_Significance