SN1987a

[AstroEle]

Buongiorno a tutti!
Ieri ho iniziato a documentarmi sulla supernova 1987a e ho riscontrato alcune differenze tra il mio libro di fisica, i libri di Margherita Hack e Stephen Hawking e diversi siti web.
Nel mio libro di fisica c'è scritto che l'esplosione ha prodotto tantissimi neutrini. 20 di questi sono arrivati a tre stazioni sulla Terra le quali hanno calcolato che i neutrini viaggiano alla stessa velocità della luce. Il calcolo è stato fatto con una precisione di una parte su un miliardo.
Sui libri di Margherita Hack e Stephen Hawking c'è scritto chiaramente che soltanto la luce, o altre onde che non possiedono una massa intrinseca, possono muoversi a tale velocità limite. Inoltre viene detto che particelle come i fotoni che portano energia e si muovono a velocità della luce devono avere massa zero. I neutrini, invece, non hanno massa uguale a zero, quindi non possono muoversi alla stessa velocità della luce! Temo, quindi, che quanto scritto sul mio libro di fisica sia sbagliato.
Per approfondire meglio ho guardato diversi siti web, come quello della NASA, dell'INAF o galileonet.it (che non so se è affidabile o meno) e anche altri, dove ho scoperto che i neutrini sono arrivati prima dei fotoni con 3 ore di anticipo. Questo ritardo è dato dal fatto che i neutrini escono subito dal centro della stella, mentre l'onda d'urto dell'esplosione deve propagarsi fino alla superficie della stella prima di poter emettere i fotoni. Alcuni scienziati hanno ipotizzato che i neutrini viaggiassero a una velocità maggiore di quella della luce, ma se così fosse, i neutrini sarebbero arrivati con un anticipo di 3-4 anni, cosa che nessuno ha osservato. In un altro sito, inoltre, ci si chiedeva se i neutrini in questione provenissero davvero dalla supernova.
Le mie domande sono:
1. Quello che c'è scritto sul mio libro di fisica è giusto o sbagliato?
2. Qualcuno potrebbe spiegarmi bene che misurazioni sono state fatte in merito alla velocità dei neutrini quando è stata rilevata l'esplosione della supernova 1987a?
3. La galassia Grande Nube di Magellano quanto dista dalla Terra? Facendo delle ricerche ho letto di tutto: 150.000, 157.000, 160.000, 167.000 e, addirittura, 180.000 anni luce!

[Red Hanuman]

Buongiorno a tutti!
Ieri ho iniziato a documentarmi sulla supernova 1987a e ho riscontrato alcune differenze tra il mio libro di fisica, i libri di Margherita Hack e Stephen Hawking e diversi siti web.
Nel mio libro di fisica c'è scritto che l'esplosione ha prodotto tantissimi neutrini. 20 di questi sono arrivati a tre stazioni sulla Terra le quali hanno calcolato che i neutrini viaggiano alla stessa velocità della luce. Il calcolo è stato fatto con una precisione di una parte su un miliardo.

Stendo alle moderne teorie, la produzione dei neutrini durante l'esplosione di una SN è dovuta al collasso del core della stella, in cui si verificano processi di cattura elettronica. Mediamente se ne dovrebbero produrre circa 1058, con una produzione di 1046 joule, una quantità enorme. Da terra ne sono stati rilevati 24 - 25.


Sui libri di Margherita Hack e Stephen Hawking c'è scritto chiaramente che soltanto la luce, o altre onde che non possiedono una massa intrinseca, possono muoversi a tale velocità limite. Inoltre viene detto che particelle come i fotoni che portano energia e si muovono a velocità della luce devono avere massa zero. I neutrini, invece, non hanno massa uguale a zero, quindi non possono muoversi alla stessa velocità della luce! Temo, quindi, che quanto scritto sul mio libro di fisica sia sbagliato.
Per approfondire meglio ho guardato diversi siti web, come quello della NASA, dell'INAF o galileonet.it (che non so se è affidabile o meno) e anche altri, dove ho scoperto che i neutrini sono arrivati prima dei fotoni con 3 ore di anticipo. Questo ritardo è dato dal fatto che i neutrini escono subito dal centro della stella, mentre l'onda d'urto dell'esplosione deve propagarsi fino alla superficie della stella prima di poter emettere i fotoni. Alcuni scienziati hanno ipotizzato che i neutrini viaggiassero a una velocità maggiore di quella della luce, ma se così fosse, i neutrini sarebbero arrivati con un anticipo di 3-4 anni, cosa che nessuno ha osservato. In un altro sito, inoltre, ci si chiedeva se i neutrini in questione provenissero davvero dalla supernova.
Le mie domande sono:
1. Quello che c'è scritto sul mio libro di fisica è giusto o sbagliato?

Sì e no. I neutrini hanno sì una massa, ma è sicuramente moto piccola, e quindi hanno una velocità prossima a quella della luce.
Si è calcolata, osservando il decadimento dei pioni (in muoni e neutrini), una velocità dei neutrini tra 0,999976 e 1,000126 c, quindi molto prossima ad essa.
E' comunque vero che, stando alle attuali conoscenze, nulla dotato di massa può superare la velocità della luce.


2. Qualcuno potrebbe spiegarmi bene che misurazioni sono state fatte in merito alla velocità dei neutrini quando è stata rilevata l'esplosione della supernova 1987a?

Il punto è che misurazioni non se ne sono potute fare in quella occasione, perchè i rilevatori non erano dotati di orologi atomici (tranne uno), quindi non ci sono stati calcoli usando le differenze di tempo tra i neutrini rilevati, ma solo stime.
Altri calcoli furono fatti in seguito, alcuni affetti da errori che portavano a velocità maggiori della luce, errori poi riconosciuti.


3. La galassia Grande Nube di Magellano quanto dista dalla Terra? Facendo delle ricerche ho letto di tutto: 150.000, 157.000, 160.000, 167.000 e, addirittura, 180.000 anni luce!

Per la supernova SN1987a è stata calcolata una distanza di 168 mila a.l. . Per la Grande Nube di Magellano si parla di una distanza MEDIA di 157 mila a.l., con un diametro medio di 14 mila a.l. .

Parliamo dunque di un oggetto diffuso, e la distanza varia in relazione al punto dell'oggetto che si considera.

E teniamo presente che calcolare le distanze nello spazio non è semplicissimo, quindi ci sono diverse incertezze.

[AstroEle]

Quindi, è inesatto dire che le misurazioni fatte dalle singole stazioni in quell'occasione, sulla velocità dei neutrini hanno dimostrato che la velocità limite nell'universo è quella luce, che per corpi dotati di massa possono viaggiare solo a velocità prossime a c?

[Red Hanuman]

Per stabilire una velocità e fare una triangolazione servono almeno due postazioni dotate di un orologio atomico (il minimo in caso di velocità del genere).
In quella occasione, non fu possibile fare alcuna misurazione diretta, per quanto ne so.
Possono aver fatto una stima sulla base del fatto che, su distanze del genere, la differenza tra i tempi di arrivo dei neutrini è stata minima e in linea con gli effetti visibili della SN tramite onde elettromagnetiche.
Non credo molto di più.