Vorrei capire qualcosa sui buchi neri.

[Morimondo]

Se ho ben capito la materia che cade a spirale, attorno a un buco nero, forma un disco di accrescimento iperdenso, questo disco date le alte temperature emette raggi X.
Quando questa materia supera un limite, l’orizzonte degli eventi, non sarà più visibile, qualunque sua radiazione emessa rimane intrappolata entro l’orizzonte anche la luce da cui il nome buco nero.

Questi dischi di accrescimento però dovrebbero essere visibili in un modo o nell’altro, data la loro densità enorme se ben orientati verso di noi dovrebbero mascherare ciò che sta dietro di loro. I dischi di accrescimento dei mega buchi al centro delle galassie potrebbero essere sufficentemente grandi per essere rilevabili?

Orizzonte degli eventi e diametro del buco nero sono sinonimi?

Ho letto anche che in realtà il buco nero è una singolarità e quindi adimensionale, se è così la materia che vi cade dentro che fine fa? Non può scomparire per il principio di conservazione dell’energia…

Considerate che la fisica e la matematica che conosco sono ferme e datate al liceo scientifico.


grazie

[Enrico Corsaro]

Ciao penso tu abbia posto delle buone domande e a cui si può rispondere in modo non troppo complesso.



Questi dischi di accrescimento però dovrebbero essere visibili in un modo o nell’altro, data la loro densità enorme se ben orientati verso di noi dovrebbero mascherare ciò che sta dietro di loro. I dischi di accrescimento dei mega buchi al centro delle galassie potrebbero essere sufficentemente grandi per essere rilevabili?


Difatti è proprio ciò che osserviamo sempre e comunque, dischi di accrescimento, materiale in rotazione attorno ad un centro non visibile. Tutta la teoria degli AGN (Active Galactic Nuclei) si fonda sull'evidenza data dai dischi di accrescimento. Da qui derivano i concetti di Quasar, Blazar, galassie di Seyfert.



Orizzonte degli eventi e diametro del buco nero sono sinonimi?


In verità è una concezione che ho trovato un pò arbitraria. C'è chi considera buco nero tutto ciò che c'è dall'orizzonte degli eventi in giù, chi considera buco nero la regione fino all'orizzonte degli eventi e tutto il disco di accrescimento intorno. Per essere veramente onesti, dovremmo parlare di diametro del buco nero solo in riferimento all'orizzonte degli eventi. Ciò che infatti localizza un buco nero è proprio la diversa fisica che entra in gioco a partire dall'orizzonte degli eventi, che lo delimita formalmente in sostanza.




Ho letto anche che in realtà il buco nero è una singolarità e quindi adimensionale, se è così la materia che vi cade dentro che fine fa? Non può scomparire per il principio di conservazione dell’energia…


Qui entrano in gioco un pò le speculazioni. La RG prevede che il buco nero si riduca al centro ad una singolarità, cioè un punto matematico. Nella fisica tuttavia ciò è inconcepibile e probabilmente una singolarità non esiste poichè vanificata dagli effetti quantistici e da un non totale collasso oltre l'orizzonte degli eventi.
Riguardo alla materia che finisce dentro, certamente essa non scompare. L'effetto che produce è quello di aumentare le dimensioni dello stesso buco nero, quindi questo ti fa già capire che la massa è e rimane li dentro e che se altra ci va a finire non fa altro che aumentare il reggio dell'orizzonte degli eventi, aumentando così come intuibile la forza gravitazionale prodotta dal buco nero.

[Morimondo]

Difatti è proprio ciò che osserviamo sempre e comunque, dischi di accrescimento, materiale in rotazione attorno ad un centro non visibile. Tutta la teoria degli AGN (Active Galactic Nuclei) si fonda sull'evidenza data dai dischi di accrescimento. Da qui derivano i concetti di Quasar, Blazar, galassie di Seyfert..

Sono fotografabili? Non ho mai visto foto di dischi in accrescimento.

Ho letto che la gravità incurva fortemente lo spazio attorno al buco nero, ho delle domande a proposito

1) Questa curvatura deforma in qualche modo il disco di accrescimento?

2) La gravità di un punto, sul piano del disco di accrescimento, a una certa distanza dal centro del buco nero e quella di un altro punto a pari distanza ma in una zona polare quindi ortogonale al piano è uguale?

Inoltre in questo forum ho letto un post (di Red hanuman?) che parla di buchi neri che emettono ai poli getti fortemente energetici com'è possibile se neanche la luce può sfuggire?

[DarknessLight]

Approfitto di questa discussione per fare anche io una domanda.
Ho letto su Wikipedia che i buchi neri super massicci hanno una densità (massa fratto il volume racchiuso all interno dell orizzonte degli eventi) minore di quella dell acqua :shock: :shock: :shock: :confused: ma che?!
So che a Enrico Corsaro non piace la singolarità a densità infinita, ma se già una stella di neutroni ha una densità dell ordine di centinaia di tonnellate per cm3, come fa un buco nero massiccio ad avere densità inferiore all acqua?????!!!!!
Tra l altro dice anche che i super massicci hanno densità minori rispetto ai buchi neri normali. Ma non è un controsenso?
Voglio dire, io credevo che i buchi neri fossero condizioni limite, l ultimo stadio della materia e che la loro densità fosse la massima possibile e che non variasse a seconda della tipologia del buco nero.
Qui c'è qualcosa che non torna....

Morimondo, che bello, un altro dilettante come me appassionato di astrofisica e cosmologia come me ;)
Ti ho lasciato un messaggio sulla tua presentazione (forse non l hai visto): semplicemente ho visto che eri anche tu di Milano e ti ho chiesto di che zona fossi.. ;)

[Morimondo]

Morimondo, che bello, un altro dilettante come me appassionato di astrofisica e cosmologia come me ;)
Ti ho lasciato un messaggio sulla tua presentazione (forse non l hai visto): semplicemente ho visto che eri anche tu di Milano e ti ho chiesto di che zona fossi.. ;)

Ciao, non conosco ancora bene il sito, non ho saputo trovare tuoi messaggi, sono di Milano città studi.
Questo sito mi piace molto perchè è vario, funzionante, aggiornato, molto frequentato e soprattutto ottieni risposte alle tue domande quì non si considera l'ignoranza ma il desiderio di conoscenza.

[DarknessLight]

Sì il sito è molto bello (anche io mi sono iscritto da relativamente poco) perchè trovi tanti sempre pronti ad aiutarti ;)

Comunque, città studi eh? Ma sai che sono li 5 giorni a settimana perchè la mia facoltà si trova proprio in quella zona!! però io abito in zona expo..
Come ti ho scritto nell altro messaggio (che non hai visto) purtroppo la pianura e in particolare Milano non sono zone granché appetibili per quanto riguarda le osservazioni astronomiche... eh eh come astrofili ci è andata male ;)

[Enrico Corsaro]

Sono fotografabili? Non ho mai visto foto di dischi in accrescimento.

Certo che si, hai mai visto immagini di quasar o di galassie attive?
Ad esempio NGC 4261, una galassia ellittica con al centro un buco nero.
11626
Certo non vedrai il disco di accrescimento perfettamente, come magari te lo immagini in 3D in computer grafica, ma è abbastanza per farci capire che esiste e che proprietà ha.



1) Questa curvatura deforma in qualche modo il disco di accrescimento?

No, la curvatura di cui parli è dello spazio-tempo e non deforma gli oggetti al suo interno ma solo i percorsi eseguiti da fotoni e materia in presenza del campo gravitazionale.



2) La gravità di un punto, sul piano del disco di accrescimento, a una certa distanza dal centro del buco nero e quella di un altro punto a pari distanza ma in una zona polare quindi ortogonale al piano è uguale?

Si perchè il buco nero in sè ha una simmetria sferica. Tuttavia non è uguale la forza centrifuga, che ai poli diventa molto molto più bassa. Questo ritorna con la conservazione del momento angolare che ti dicevo, che fa si che la materia in rotazione si appiattisca su di un piano.



Inoltre in questo forum ho letto un post (di Red hanuman?) che parla di buchi neri che emettono ai poli getti fortemente energetici com'è possibile se neanche la luce può sfuggire?

Quello di cui parli sono i jet relativistici. Per spiegarlo considera l'immagine a seguire. Le linee forza del campo magnetico generato dal buco nero, per effetto della forte rotazione, si attorcigliano creando dei coni lungo l'asse di rotazione e che fuoriescono dai poli. Questi coni di linee di forza magnetiche convogliano particelle cariche e le guidano letteralmente lungo di esse, per effetto dell'energia accumulata e del moto in caduta verso il buco nero. Questo produce jet relativistici, cioè veri e propri jet di materia ad alta energia che viene espulsa lungo questi coni e questo è osservabile. Quindi non si tratta di materia che è caduta dentro il buco nero ed è riuscita, ma di materia che non è mai arrivata a cedere e che è stata deviata e convogliata lungo questi coni tramite l'effetto dei campi magnetici.
11628

[Red Hanuman]

No, la curvatura di cui parli è dello spazio-tempo e non deforma gli oggetti al suo interno ma solo i percorsi eseguiti da fotoni e materia in presenza del campo gravitazionale.

Scusa Enrico, ma i vortex e i tendex presenti all'intorno del BH non dovrebbero tendere anche a deformare la materia?:confused:

[Enrico Corsaro]

Quello di cui parli sostanzialmente è l'effetto delle forze mareali che è un effetto di secondo ordine della forza di gravità, ciò che causa il cosiddetto effetto spaghetti, cioè che un oggetto viene stirato sotto l'effetto delle fortissime forze mareali che agiscono in prossimità del buco nero. Ma lo stiramento avviene sempre lungo il piano del disco di accrescimento. La materia in sè non si deforma per effetto della curvatura, cioè seguendo la concavità che si viene a generare. Altrimenti avremmo dovuto avere un disco di accrescimento formato come un cono con l'incavo centrato sul buco nero :sneaky:.

[Morimondo]

Domandine stupide tipo quelle della rubrica strano ma nero della settimana enigmistica:

1) esiste una relazione diretta tra diametro disco di accrescimento e diametro buco nero?

2) inoltre questi dischi dei accrescimento hanno anche uno spessore o sono densissimi ma sottili come fogli di
carta?

[Enrico Corsaro]

1) esiste una relazione diretta tra diametro disco di accrescimento e diametro buco nero?

Che io sappia non c'è una relazione precisa, perchè sostanzialmente il disco di accrescimento dipende da quanta materia c'è nei dintorni. Sicuramente comunque più è grande il buco nero più grande diventa il disco.



2) inoltre questi dischi dei accrescimento hanno anche uno spessore o sono densissimi ma sottili come fogli di
carta?

No non si hanno mai fogli di carta. Avevo discusso il perchè di questa cosa in un altro post dove si parlava di rotazione. Il piano equatoriale offre la condizione ottimale ma non è l'unica stabile diciamo, la tendenza è a formare un disco con un certo spessore che si allarga via via che ti allontani dal centro, dove l'effetto gravitazionale diventa più blando. Lo spessore dipende molto dalla quantità di materia, dalla velocità di rotazione e ovviamente dalle dimensioni del buco nero.

[Enrico Corsaro]

Sorry @DarknessLight (http://www.astronomia.com/forum/member.php?u=3442), ho dimenticato di rispondere alla tua domanda, me ne sono ricordato adesso.



Ho letto su Wikipedia che i buchi neri super massicci hanno una densità (massa fratto il volume racchiuso all interno dell orizzonte degli eventi) minore di quella dell acqua :shock: :shock: :shock: :confused: ma che?!
So che a @Enrico Corsaro (http://www.astronomia.com/forum/member.php?u=2649) non piace la singolarità a densità infinita, ma se già una stella di neutroni ha una densità dell ordine di centinaia di tonnellate per cm3, come fa un buco nero massiccio ad avere densità inferiore all acqua?????!!!!!
Tra l altro dice anche che i super massicci hanno densità minori rispetto ai buchi neri normali. Ma non è un controsenso?
Voglio dire, io credevo che i buchi neri fossero condizioni limite, l ultimo stadio della materia e che la loro densità fosse la massima possibile e che non variasse a seconda della tipologia del buco nero.
Qui c'è qualcosa che non torna....


La densità in realtà è un parametro non molto significativo per i buchi neri. Ciò che conta maggiormente è la quantità di massa che contengono. Quello di cui hai letto è una densità media, che per intenderci non è un parametro con cui si valuta la forza di un buco nero. Credo che parlare di densità sia un pò improprio perchè in realtà non sai se la materia si estende fino all'orlo dell'orizzonte degli eventi oppure se è concentrata in un volume molto più piccolo. E' vero che considerando il raggio dell'orizzonte degli eventi, che cresce linearmente con la massa, ad un certo punto la densità volumetrica corrispondente diventa minore dell'acqua.

La differenza tra BH stellari e supermassicci è profonda e il fatto che abbiano densità diverse non deve stupire. Oltre che parlare di densità può essere fuorviante, non è secondo me istruttivo paragonare i due tipi di BH fra loro. I BH stellari si formano da una condizione ben precisa di limite nella catena evolutiva stellare, e rappresentano uno stadio ultimo, mentre i BH supermassicci corrispondono a nuclei galattici attivi e hanno una origine legata direttamente alla formazione a partire da una nubè di gas poco densa e fredda, cioè rappresentano uno stadio iniziale, quindi completamente all'opposto.
Se ci pensi un attimo, proprio per come è definito il raggio di Schwarzschild, se aumenti la massa (come nei BH supermassicci), ad un certo punto il volume entro quel raggio diventa così grande che la densità si abbassa tantissimo e diventa inferiore a quella che invece avrebbe una massa più piccola entro un orizzonte degli eventi corrispettivo (BH stellare).
Ti consiglierei di tralasciare questo concetto di densità perchè non è per nulla utile :razz:.

[DarknessLight]

Quello di cui hai letto è una densità media, che per intenderci non è un parametro con cui si valuta la forza di un buco nero. Credo che parlare di densità sia un pò improprio perchè in realtà non sai se la materia si estende fino all'orlo dell'orizzonte degli eventi oppure se è concentrata in un volume molto più piccolo. E' vero che considerando il raggio dell'orizzonte degli eventi, che cresce linearmente con la massa, ad un certo punto la densità volumetrica corrispondente diventa minore dell'acqua.
Se ci pensi un attimo, proprio per come è definito il raggio di Schwarzschild, se aumenti la massa (come nei BH supermassicci), ad un certo punto il volume entro quel raggio diventa così grande che la densità si abbassa tantissimo e diventa inferiore a quella che invece avrebbe una massa più piccola entro un orizzonte degli eventi corrispettivo (BH stellare).

Lo sapevo!! Intuivo che si trattasse di questo. Comunque grazie per avermene dato la conferma ;)
Facendo una considerazione, ciò significa che appena al di sotto dell orizzonte degli eventi di un buco nero massiccio la densità é praticamente nulla, così che poi la densità MEDIA dell oggetto risulta minore dell acqua.
Tra l altro un buco nero massiccio deve avere un raggio dell orizzonte degli eventi davvero estesissimo (beh, dato la massa che possiede immagino che sia così) per dare poi una densità media così bassa.

più strana invece è la differenza tra i due tipi di buchi neri che non mi è molto chiara.
nel senso, quello stellare ok, ma il super massiccio io credevo che si generasse semplicemente per fusione di una serie di buchi neri stellari. Invece tu dici che si origina da gas freddi e poco densi e che si tratta di uno stadio iniziale, insomma di un centro galattico attivo.
Riesci a dare qualche info in più per rendere più chiara la cosa. Ad esempio, perchè la diversa genesi dei due tipi di buco nero dovrebbe renderli tra loro differenti?

[alexander]

In pratica ci sono 2 ipotesi, una che il buco nero supermassiccio nasca per fusione di buchi neri e per via del materiale inglobato e l'altra che il buco nero si sia formato insieme alla galassia (o subito prima o subito dopo). Il gas che si andava condensando a formare la galassia ha creato una pressione al centro mostruosa a causa della quale la gravità nel centro è diventata talmente forte da creare un orizzonte degli eventi all'interno del quale la luce non può uscire. Considerando che si stima che la massa del buco nero centrale sia miliardi di volte la massa del sole io propendo per la seconda ipotesi....

[DarknessLight]

Benissimo!! Grazie alexander ;)
Ma Enrico dice anche una cosa di questo tipo "la differenza tra BH stellari e supermassicci è profonda e il fatto che abbiano densità diverse non deve stupire. Oltre che parlare di densità può essere fuorviante, non è secondo me istruttivo paragonare i due tipi di BH fra loro".
Insomma, sembra quasi (e dico sembra) che questi due corpi siano molto differenti tra loro e che manifestino proprietà fisiche parecchio differenti. È così?
Io pensavo che a distinguerli fosse solo la massa. Oppure c è anche dell altro? Tu sai qualcosa al riguardo?

[Enrico Corsaro]

Facendo una considerazione, ciò significa che appena al di sotto dell orizzonte degli eventi di un buco nero massiccio la densità é praticamente nulla, così che poi la densità MEDIA dell oggetto risulta minore dell acqua.

Non necessariamente...diciamo meglio che non lo sappiamo perchè non possiamo osservarlo :).
Il senso comune ti fa pensare ai BH stellari, che sono effettivamente molto compatti e densi. Siccome la massa in gioco è piccola, il raggio dell'orizzonte è piccolo anch'esso e la densità si mantiene elevata. La densità diminuisce con il cubo del raggio.



Tra l altro un buco nero massiccio deve avere un raggio dell orizzonte degli eventi davvero estesissimo (beh, dato la massa che possiede immagino che sia così) per dare poi una densità media così bassa.


Come ti ho detto prima, considera che il raggio dell'orizzonte aumenta linearmente con la massa, il volume invece aumenta con il cubo del raggio...basta fare un attimo i conti per una massa ad esempio di 1 milione di masse solari. ;)



più strana invece è la differenza tra i due tipi di buchi neri che non mi è molto chiara.
nel senso, quello stellare ok, ma il super massiccio io credevo che si generasse semplicemente per fusione di una serie di buchi neri stellari. Invece tu dici che si origina da gas freddi e poco densi e che si tratta di uno stadio iniziale, insomma di un centro galattico attivo.
Riesci a dare qualche info in più per rendere più chiara la cosa. Ad esempio, perchè la diversa genesi dei due tipi di buco nero dovrebbe renderli tra loro differenti?

Sono d'accordo. Non si sa ancora moltissimo sui BH supermassicci, su come si generano principalmente, mentre quelli stellari sono piuttosto ben definiti dalla teoria e quantomeno sappiamo quale sia la condizione che li formi.
A livello fisico il meccanismo in azione è lo stesso però c'è una differenza importante, le forze mareali.
Nel caso dei BH supermassicci, le forze mareali in prossimità dell'orizzonte sono molto deboli, il che permetterebbe ad un astronauta di raggiungere l'orizzonte senza essere spaghettizzato (cioè stirato dalle fortissime forze mareali). Questo è ad esempio il caso visto nel film Interstellar, che rappresenta davvero un ottimo esempio. Il motivo è dovuto al fatto che il centro di gravità (o se preferite la singolarità al centro) è posto molto lontano dall'orizzonte, cosa che invece non si verifica per i BH stellari, dove limite dell'orizzonte e singolarità sono molto vicini.

[Morimondo]

Nel caso dei buchi neri massicci al centro di galassie, nell'ipotesi che si siano formati insieme alla galassia da condensazione di enorme nube di gas in rotazione non capisco cosa ha impedito invece che la formazione di una o più grosse stelle.

Inoltre limite di Eddington ci dice che non vi possono essere stelle di massa superiore alle 200 masse solari perchè la radiazione luminosa le disgregherebbe prima, a maggior ragione la formazione di questo proto buco nero dovrebbe abortire sempre per la radiazione luminosa che (e qui posso cascare come un asino) dovrebbe comunque esserci per l'innesco di reazioni nucleari.

Poi c'è il fattore tempo: il mega buco non avrebbe il tempo di formarsi: la formazione di un buco nero non è mica un fenomeno catastrofico che avviene in tempi brevissimi?
Per la formazione di buchi neri galattici di miliardi di masse solari penso che vi debbano prendere parte enormi nubi di gas estese per...anni luce?

Alla fine potrebbe anche essere che i buchi neri stellari e galattici siano due tipi di oggetti completamente diversi e non solo per massa e diametro.

Spero di non aver detto troppe sciocchezze.

[Enrico Corsaro]

non capisco cosa ha impedito invece che la formazione di una o più grosse stelle.

Inoltre limite di Eddington ci dice che non vi possono essere stelle di massa superiore alle 200 masse solari perchè la radiazione luminosa le disgregherebbe prima, a maggior ragione la formazione di questo proto buco nero dovrebbe abortire sempre per la radiazione luminosa che (e qui posso cascare come un asino) dovrebbe comunque esserci per l'innesco di reazioni nucleari.


Una cosa è la stella, un'altra cosa è il buco nero. I limiti sulla formazione stellare non si applicano al buco nero.
Se un buco nero si forma, mettiamo a partire da una stella primordiale di grandissima massa, esso può poi ingrandirsi acquisendo altra massa, senza violare la condizione del limite di Eddington.
Come dicevo in effetti non è ancora chiaro tutto il processo di formazione di questi BH supermassicci ma quello che si è capito è che è a partire da essi che le galassie si sono formate e che si trovano al centro di tutte le galassie. Uno scenario possibile è che in un Universo primordiale si formi una stella di grande massa, che dà origine ad un buco nero stellare piuttosto grande. Di conseguenza il buco nero attira altra materia circostante, continuando ad accrescere la sua massa e divenendo un nucleo galattico attivo.



Poi c'è il fattore tempo: il mega buco non avrebbe il tempo di formarsi: la formazione di un buco nero non è mica un fenomeno catastrofico che avviene in tempi brevissimi?
Per la formazione di buchi neri galattici di miliardi di masse solari penso che vi debbano prendere parte enormi nubi di gas estese per...anni luce?

Un buco nero a partire da una stella di 20 masse solari si crea in pochissimo tempo, nel giro di qualche centinaio di milioni di anni, che per l'evoluzione stellare è un tempo molto breve.
L'accrescimento successivo si verifica in tempi di miliardi di anni, formando dapprima oggetti come quasar, e poi dando origine alle galassie attuali (quelle che vediamo ad oggi hanno impiegato circa 10 miliardi di anni a formarsi). Certamente il processo che porta all'accrescimento di un BH al punto da acquisire masse di miliardi di masse solari è quindi piuttosto lungo, ma comunque dipende sia dalle condizioni iniziali, sia dalla quantità di materia circostante.

[bertupg]

Se ci pensi un attimo, proprio per come è definito il raggio di Schwarzschild, se aumenti la massa (come nei BH supermassicci), ad un certo punto il volume entro quel raggio diventa così grande che la densità si abbassa tantissimo e diventa inferiore a quella che invece avrebbe una massa più piccola entro un orizzonte degli eventi corrispettivo (BH stellare).

Scusate se forse vado un po' OT, ma ora pongo la classica domanda da pivellino, a cui probabilmente gli esperti saranno già stufi di rispondere: ma allora l'ipotetico raggio di Schwarzschild dell'intero universo quale sarebbe? Se fosse sufficientemente grande a contenere l'intero universo, potremmo dire che l'universo stesso è un enorme buco nero? :biggrin:

[DarknessLight]

Uno scenario possibile è che in un Universo primordiale si formi una stella di grande massa, che dà origine ad un buco nero stellare piuttosto grande. Di conseguenza il buco nero attira altra materia circostante, continuando ad accrescere la sua massa e divenendo un nucleo galattico attivo.

infatti io così l ho sempre immaginato!!!
Oppure pensando semplicemente al fatto che le stelle si formano nei bracci galattici per poi migrare nelle regioni centrali della galassia rendendo così il nucleo molto denso, pensavo che semplicemente le stelle e i buchi neri stellari e la varia materia presente nel nucleo si addensassero fino a collassare su se stessi formando un super massiccio o accrescendo un buco nero stellare già presente...
Insomma, io mi immagino una galassia proprio come un disco protostellare ma di dimensioni immense e che, come nel disco protostellare tutto precipita nel nucleo (cioè la stella), lo stesso avviene nelle galassie, ovvero la materia galattica sta precipitando in queste zone centrali dove si accumula tantissima materia in poco spazio. Quindi, come il baricentro del sistema solare è il sole ed i pianeti vi stanno precipitando dentro, il baricentro della galassia è il buco nero massiccio e tutto vi sta precipitando dentro. Esiste tipo una gerarchia gravitazionale: satelliti intorno ai pianeti, pianeti intorno a stelle, stelle intorno ai nuclei galattici...
E un giorno resteranno solo buchi neri super massicci e nuvole di idrogeno rarefatte.

[bertupg]

Uno scenario possibile è che in un Universo primordiale si formi una stella di grande massa, che dà origine ad un buco nero stellare piuttosto grande.

Ma quindi esistono altri possibili scenari?
Sarebbe ipotizzabile il caso di una regione di spazio in cui si addensa (pur non in densità elevatissime, secondo quanto spiegato in post precedenti), anche in tempo relativamente breve, una tale quantità di gas da dare origine ad un orizzonte degli eventi pur senza partire da un centro di aggregazione super-denso?

Quello che mi immagino, ad esempio, è una regione di intensissima attività di formazione stellare, ma verso la quale precipita dallo spazio circostante una tale quantità di gas e polveri che la sola radiazione non è sufficiente a espellere la materia in eccesso verso l'esterno, al punto che in tutta la regione la densità supera un livello critico, fino a generare appunto un orizzonte degli eventi di raggio tale da inglobare l'intera regione stessa, o per lo meno la zona centrale di essa... è uno scenario plausibile?

[Red Hanuman]

Scusate se forse vado un po' OT, ma ora pongo la classica domanda da pivellino, a cui probabilmente gli esperti saranno già stufi di rispondere: ma allora l'ipotetico raggio di Schwarzschild dell'intero universo quale sarebbe? Se fosse sufficientemente grande a contenere l'intero universo, potremmo dire che l'universo stesso è un enorme buco nero? :biggrin:
Qualcuno lo ha già ipotizzato.... :sneaky:

[DarknessLight]

Quando mi ero appena iscritto al forum Red mi aveva linkato degli articoli di Vincenzo Zappalà. Ricordo che in uno di questi si parlava dell effetto dell energia oscura e si diceva che oltre la sfera di hubble i corpi vengono trascinati via dall espansione a velocità super luminare in modo che per noi rimangano per sempre invisibili e poiché la luce verrà continuamente stirata dall espansione raggiungerà red shift infiniti.. quindi si paragonava in questo senso l universo ad un buco nero. Però non nel senso che l universo risucchia qualcosa che si trova all esterno di esso, ma semplicemente nel senso che ogni sfera di hubble diventa un mondo a se ed il resto dell universo viene trascinato via dall espansione e la luce e tutto scompaiono come in un buco nero che circonda la sfera di hubble :biggrin:

Tra l altro chi era che diceva che il nostro universo tridimensionale in realtà si colloca sulla superficie di un orizzonte degli eventi di un buco nero quadri dimensionale che si trova, com'è ovvio, in un Universo a 5 dimensioni?

[DarknessLight]

Il raggio di Schwarzschild dell universo invece credo che si manifesti solo nel momento di singolarità. Dovremmo retrocedere a prima del Big bang per poterlo osservare. Credo...:thinking:

[Enrico Corsaro]

Scusate se forse vado un po' OT, ma ora pongo la classica domanda da pivellino, a cui probabilmente gli esperti saranno già stufi di rispondere: ma allora l'ipotetico raggio di Schwarzschild dell'intero universo quale sarebbe? Se fosse sufficientemente grande a contenere l'intero universo, potremmo dire che l'universo stesso è un enorme buco nero? :biggrin:

Come diceva Red Hanuman qualcuno ci ha pensato. Tuttavia seguendo un pò i principi della relatività generale risulterebbe per noi impossibile capire se l'Universo che viviamo sia un buco nero (cioè se fossimo al suo interno ad esempio), perchè a quel punto saremmo causalmente sconnessi da ciò che c'è all'esterno, cioè non avremmo modo di inviare nè ricevere segnali da ciò che starebbe oltre. Tutto questo rimane pura speculazione, detto in parole povere, e non ha basi scientifiche.
Comunque come anche giustamente ha fatto notare DarknessLight, non è calcolabile un raggio di Schwarzschild per l'Universo perchè la materia che consideri non è addensata attorno ad un centro comune...quindi diciamo che la cosa non ha senso di essere applicata in questo caso :sad:.

[Morimondo]

Sorry @DarknessLight (http://www.astronomia.com/forum/member.php?u=3442),
Se ci pensi un attimo, proprio per come è definito il raggio di Schwarzschild, se aumenti la massa (come nei BH supermassicci), ad un certo punto il volume entro quel raggio diventa così grande che la densità si abbassa tantissimo e diventa inferiore a quella che invece avrebbe una massa più piccola entro un orizzonte degli eventi corrispettivo (BH stellare).

Non ho capito.
Più materia cade nel buco nero massiccio più aumenta il volume ma perchè deve abbassarsi la densità? Dovrebbe restare costante, la materia che cade in un buco nero non diviene più compatta di quella di una stella a neutroni?

Sembrerebbe che una massa risucchiata avendo un determinato volume entrando nel buco nero aumenti il volume dello stesso di una quantita superirore al suo volume iniziale (quando era fuori dall?orizzonte).

Forse la materia risucchiata in un buco nero preesisstente ha caratteristiche diverse da quella che ci è già dentro?

Pensavo che la differenza tra i buchi neri stellari e quelli al centro delle galassie fosse solo la curvatura dello spazio cosi poco acentuata da poter permettere au un ipotetico astronatuta di non essere allungato come un elastico.

Ho le idee molto confuse e temo di non essere riuscito a farvi capire ciò che non ho capito;)

[Enrico Corsaro]

Tranquillo, andiamo con ordine ;).



Più materia cade nel buco nero massiccio più aumenta il volume ma perchè deve abbassarsi la densità? Dovrebbe restare costante, la materia che cade in un buco nero non diviene più compatta di quella di una stella a neutroni?

Densità di materia e materia sono due cose diverse. La densità rapporta la materia al volume considerato. Definizione di densità di materia per volume (o volumetrica) ρ:
ρ = M/V
dove M è la massa e V il volume.
Il volume per una sfera nel qual caso è dato da
V = 4/3 * π * R3
dove π è il pigreca (una costante) e R è il raggio della sfera.

Ciò ci dice che
ρ = 3/4 * M / (π * R3)

Il raggio dell'orizzonte degli eventi è a sua volta dato dalla massa, ed è espresso come
11663
dove G è la costante di gravitazione universale, c è la velocità della luce nel vuoto ed M è dinuovo la massa in questione.
Allora sostituendo alla densità il raggio di Schwarzschild al posto di R avrai che la densità di materia per volume dentro l'orizzonte degli eventi diventa
ρ = 3/4 * M / [π * (2GM)3/c6]
e con qualche passaggio algebrico e lasciando da parte le costanti che sono solo un fattore a moltiplicare ottieni che (con ∝ simbolo di proporzionale, cioè che va come ...)
ρ ∝ 1/M2

Cioè la densità diminuisce quadraticamente con la massa del buco nero. Quindi più massa ci finisce dentro, più la densità si abbassa.



Sembrerebbe che una massa risucchiata avendo un determinato volume entrando nel buco nero aumenti il volume dello stesso di una quantita superirore al suo volume iniziale (quando era fuori dall?orizzonte).

Forse la materia risucchiata in un buco nero preesisstente ha caratteristiche diverse da quella che ci è già dentro?

No, come ti ho mostrato deriva da semplici calcoli, nulla di magico, nè proprietà nascoste. Il punto fondamentale di base è la definizione del raggio dell'orizzonte, che è direttamente proporzionale alla massa in esso contenuta.



Pensavo che la differenza tra i buchi neri stellari e quelli al centro delle galassie fosse solo la curvatura dello spazio cosi poco acentuata da poter permettere au un ipotetico astronatuta di non essere allungato come un elastico.

Come ho scritto prima infatti sono le forze mareali a cambiare molto, perchè nel caso BH supermassiccio si è così lontani dal centro di gravità da non risentirne in modo drastico, come invece avviene per un BH stellare, che è veramente piccolo. Tutto è dovuto alla definizione del raggio dell'orizzonte, che aumenta linearmente con la massa.

[Red Hanuman]

Come già detto, è completamente inutile calcolare la densità di un BH. Un conto è la densità di un'oggetto compatto dove la materia occupa tutto il volume a disposizione, un altro conto farlo in questo caso, dove la massa è concentrata in una singolarità.
Il raggio di Schwarzschild delimita un’oggetto concettuale, uno spazio entro il quale cambiano certe proprietà dello spazio – tempo, non un’oggetto come lo concepiamo di solito…. ;)

[bertupg]

... questo caso, dove la massa è concentrata in una singolarità.

Ecco, questo è un punto che mi ha sempre destato curiosità. Visto che non possiamo -per definizione- osservare oltre l'orizzonte degli eventi, come siamo sicuri che sia così?
Più volte ho letto -anche nel forum stesso- che la singolarità è un concetto matematico derivante da leggi fisiche che in realtà non sono applicabili nelle condizioni in cui questa singolarità dovrebbe avere luogo.

Quando da ragazzino mi affacciai per la prima volta a questi concetti feci questo ragionamento: se la stella di neutroni si forma perché la gravità fa "precipitare" gli elettroni sui protoni (almeno questo è ciò che sapevo), allora lo stadio successivo dovrebbe essere un agglomerato indistinto di quark di vario genere, ma se lo stadio successivo della stella di neutroni sono i buchi neri (che prevedono una singolarità), allora questo ipotetico "brodo di quark" deve ulteriormente compattarsi? e diventare... cosa?
L'ipotesi che mi feci a quel tempo è che ogni buco nero altro non è che una singola particella "elementare" (che poi altro non sarebbe che un pacchetto di energia confinato in un determinato spazio, no?).
Adesso arriva Howking che si rimangia tutto e dice che l'informazione che precipita nel buco nero non è persa, ma può essere restituita. Ora, se tutta la materia finisse letteralmente in una singolarità, credo che questo non sarebbe possibile, è corretto?
Come se non bastasse c'è il problema della materia che precipita nel buco nero dopo che questo è già formato: ovunque viene spiegato che per via della distorsione relativistica dello spazio-tempo, da un osservatore esterno questa impiega un tempo infinito a raggiungere l'orizzonte degli eventi (ma che poi così tanto infinito non è, altrimenti la dovremmo vedere ancora tutta lì, no?), cosa ci impedisce di pensare che questa massa non precipiti verso il centro, ma rimanga proprio lì dove la vediamo "sparire", sull'orizzonte degli eventi, e che non sia essa stessa a contribuire all'espansione di quest'ultimo, vista la relazione proporzionale che li lega?

(P.S. scusate se spesso non sono in grado di usare i termini corretti, ma spero ugualmente di essere riuscito a farmi capire)

[bertupg]

e che non sia essa stessa a contribuire all'espansione di quest'ultimo

Mi sono reso conto che scritto così sembra un'ovvietà, quello che intendevo dire è che la nuova materia si "spalmi" sulla superficie del BH andando a costituire fisicamente un nuovo "strato di orizzonte degli eventi", o qualcosa del genere...

Scusate se ho scritto delle castronerie che non stanno ne in cielo ne in terra... :razz:

[Red Hanuman]

bertupg, effettivamente non si sa cosa accada oltre l'orizzonte degli eventi, per l'ovvia ragione che non si può far uscire da esso una informazione tramite l'unico mezzo che abbiamo a disposizione per studiarlo per bene : la luce. Gli effetti gravitazionali da soli ci danno indizi, ma raramente certezze. Che esista una singolarità lo deduciamo solo dal fatto che non abbiamo un mezzo conosciuto che arresti la contrazione. Per le nane bianche c'è la pressione di degenerazione degli elettroni e per le stelle di neutroni c'è la pressione di degenerazione neutronica, superate le quali, però, non c'è nulla di conosciuto che arresti il collasso. Possiamo pensare che ci sia qualcosa, ma ad oggi mancano le prove. Se esistesse qualche principio che blocca la contrazione, questo renderebbe i fisici molto felici, perché la singolarità è un concetto molto fastidioso.... [emoji6]

[DarknessLight]

Da come ho capito, per sapere ciò che arresta la singolarità ci vorrebbe la grande unificazione, così si potrebbero spiegare anche i buchi neri. Il problema della singolarità è semplicemente che è un risultato paradossale delle equazioni di Einstein. Nel senso che molti fisici ritengono che non ci sia nulla che abbia densità infinita e solo bisogna capire come si comporta la materia se impacchettata oltre un certo limite... ad esempio nei buchi neri..

Invece per quanto riguarda l informazione io sapevo che si concentra tutta sulla orizzonte degli eventi. È sbagliato?

[Red Hanuman]

E' corretto. Il problema per noi sta nel recuperare le informazioni sulla superficie dell'orizzonte degli eventi....

[DarknessLight]

Grazie ancora Red!!!
Ma vediamo se ho capito, in pratica la materia è concentrata nel centro del BH, ma l informazione associata ad essa è diffusa sulla superficie dell orizzonte degli eventi?
Ad esempio se un astronauta precipitasse in un BH noi "vedremmo"(fingendo che ciò sia possibile) la sua immagine spalmata sull orizzonte? In pratica tutta l informazione 3d sarebbe concentrata in 2d... che ne pensi?

[Red Hanuman]

Vedremmo direi proprio no.... Diciamo che l'informazione relativa sarebbe recuperabile sulla superficie dell'orizzonte degli eventi, e probabilmente influenzerebbe la radiazione di Hawking... Ma queste sono solo teorie. Per ora, in un esperimento si è ottenuto qualcosa di concettualmente simile alla radiazione di Hawking, che per adesso è funzione della sola massa del BH. Al momento, il BH è ancora senza capelli.... [emoji6]

[Morimondo]

E' corretto. Il problema per noi sta nel recuperare le informazioni sulla superficie dell'orizzonte degli eventi....

non vorrei dire una bestialità ma mi sembra di aver letto che un corpo con una determinata velocità e un determinato angolo di incidenza potrebbe urtare l'orizzonte e rimbalzare via portando, appunto informazioni, un po come le navicelle spaziali al ritorno dalla luna avevano una finestra ristretta, se l'angolo era troppo ampio rimbazavano via nello spazio se troppo stretto sarebbero state distrutte come un meteorite...

[Morimondo]

non vorrei dire una bestialità ma mi sembra di aver letto

...sono quasi certo sia stato un articolo di Hawking, possibile che nessuno lo abbia letto?

[Pirand92]

Grazie ancora Red!!!
Ma vediamo se ho capito, in pratica la materia è concentrata nel centro del BH, ma l informazione associata ad essa è diffusa sulla superficie dell orizzonte degli eventi?
Ad esempio se un astronauta precipitasse in un BH noi "vedremmo"(fingendo che ciò sia possibile) la sua immagine spalmata sull'orizzonte? In pratica tutta l informazione 3d sarebbe concentrata in 2d... che ne pensi?

Questa che dici tu è la teoria di Susskind, con la quale mi pare Hawking perse la scommessa, secondo me continua ad essere valido quello che dice la teoria della relatività nei confronti di quel fenomeno, ossia che piano piano che un corpo si avvicina all'orizzonte degli eventi, per l'osservatore esterno questo corpo rallenta sempre di più fino a fermarsi, ma seconde me è un arresto apparente del movimento, in realtà si continua a muovere sempre solo in maniera molto lenta che noi non siamo in gradi di percepire sensibilmente. Tutto questo come detto avvicinandosi all'orizzonte. Però cosa succederebbe quanto questo corpo super l'orizzonte? Secondo la teoria dovrebbe scomparire, visto che neanche la luce sfugge a quella gravità, non sfuggirebbe neanche la luce riflessa su di esso.

Allora la domanda è, cosa succederebbe nello spazio che va dal momento in cui il corpo per l'osservatore si ferma (sempre apparentemente) fino alla superficie dell'orizzonte? Secondo me il corpo , agli occhi dell'osservatore, dovrebbe scomparire piano, come fosse inghiottito da un'ombra. Dico che scompare piano piano e non di netto, perché la probabilità che la luce che si riflette sul corpo riesca ad arrivare all'occhio del nostro osservatore diminuiscono con l'avvicinamento del corpo all'orizzonte degli eventi.

[Enrico Corsaro]

secondo me continua ad essere valido quello che dice la teoria della relatività nei confronti di quel fenomeno, ossia che piano piano che un corpo si avvicina all'orizzonte degli eventi, per l'osservatore esterno questo corpo rallenta sempre di più fino a fermarsi, ma seconde me è un arresto apparente del movimento, in realtà si continua a muovere sempre solo in maniera molto lenta che noi non siamo in gradi di percepire sensibilmente. Tutto questo come detto avvicinandosi all'orizzonte. Però cosa succederebbe quanto questo corpo super l'orizzonte? Secondo la teoria dovrebbe scomparire, visto che neanche la luce sfugge a quella gravità, non sfuggirebbe neanche la luce riflessa su di esso.

Allora la domanda è, cosa succederebbe nello spazio che va dal momento in cui il corpo per l'osservatore si ferma (sempre apparentemente) fino alla superficie dell'orizzonte? Secondo me il corpo , agli occhi dell'osservatore, dovrebbe scomparire piano, come fosse inghiottito da un'ombra. Dico che scompare piano piano e non di netto, perché la probabilità che la luce che si riflette sul corpo riesca ad arrivare all'occhio del nostro osservatore diminuiscono con l'avvicinamento del corpo all'orizzonte degli eventi.

Ti posso rispondere a queste domande in modo abbastanza semplice, perchè sono concetti già ben noti dalla teoria.

E' vero che l'osservatore che guarda l'astronauta andare in contro al BH lo vedrà rallentare sempre di più man mano che si avvicina all'orizzonte degli eventi e non lo vedrà MAI raggiungerlo, quindi non vedrà neanche mai scomparirlo dalla vista, semplicemente rimarrà fermo, per un tempo infinito. Questo perchè l'orizzonte degli eventi è una superficie cosiddetta ad "infinito redshift" cioè ti fa vedere tutto il passato concentrato in un istante.
Il motivo per cui l'osservatore a distanza vede l'astronauta rallentare è che lo spazio-tempo è così deformato da impedire all'informazione luminosa di raggiungere l'osservatore come invece farebbe altrimenti. Il tempo proprio dell'astronauta si dilata per effetto gravitazionale man mano che l'astronauta si avvicina al BH.
Tuttavia, ciò che sperimenta l'astronauta è totalmente diverso, esso infatti cadrà realmente dentro l'orizzonte ed in un tempo che per lui continua a scorrere normalmente.

Quindi la risposta alla tua domanda è in sintesi: per un osservatore l'astronauta che si avvicina al BH non scomparirà mai, e si fermerà alla vista, rimanendo li per un tempo infinito. Per l'astronauta invece, tutto avverrà normalmente, raggiungerà l'orizzonte e vi cadrà dentro in un tempo finito.

[Pirand92]

Ma noi non vedremmo l'astronauta grazie alla luce riflessa? Da quando l'astronauta va incontro al BH fino a quando oltrepassa l'orizzonte, il tempo non è infinito. Per l'osservatore sarà anche un tempo molto lungo ma sarà pur sempre finito, altrimenti dovrebbe essere che la luce catturata dal BH si fermerebbe lì a contatto con l'orizzonte, ma come sappiamo non è così altrimenti non li chiameremmo BH. Il discorso che l'osservatore vedrebbe (ma in realtà non lo saprebbe mai) cadere l'astronauta in un tempo infinito è vero ma ciò non succede in prossimità dell'orizzonte, ma accadrebbe in prossimità della singolarità (o per i fisici in prossimità del centro del BH). Questo perché in prossimità dell'orizzonte lo spazio-tempo è dilatato enormemente sì, ma non tanto dilatato da farlo cessare di esistere. Lo spazio-tempo perde di significato (almeno secondo me) solo quando ci trova al di là dell'orizzonte, dove G tende ad infinito e di conseguenza anche t tende ad infinito.

[Enrico Corsaro]

Luce riflessa da cosa?
L'orizzonte degli eventi e' la superficie limite che genera la divisione dello spazio tra interno ed esterno. Non è mai infinita la gravità ma diventa infinito il tempo proprio in corrispondenza della superficie di infinito redshift. Oltre la fisica non è più come la conosciamo, e spazio e tempo si invertono. I BH li vediamo perché vediamo la materia che vi ruota intorno.
Certamente il tempo assoluto non è infinito ma diventa infinito il tempo che vede percepisce l'osservatore rispetto all'astronauta, che vive in uno spazio tempo profondamente distorto. Il limite di distorsione si ha sull'orizzonte degli eventi, non sulla singolarità. Lascia stare ciò che accade sotto l'orizzonte perché e' un argomento a parte.

[Enrico Corsaro]

Aggiungo, non devi considerare che questo effetto di tempo infinito sia reale. E' solo un effetto ottico causato dal modo in cui si propagano i raggi di luce in uno spazio-tempo del genere. Di fatto l'astronauta cade realmente dentro l'orizzonte, solo che da lontano non si riesce ad osservarlo.

La stessa cosa accade per una stella morente che diventa un buco nero. Posti a distanza, vedremmo la stella restringersi sempre di più e man mano che il suo raggio si avvicina a quello dell'orizzonte, vedremo che la contrazione rallenta sempre di più, non vedendo mai la stella scomparire nel nulla!

Ti consiglio, se hai una conoscenza dell'inglese, di leggerti un pò questa (http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/BlackHoles/fall_in.html) paginetta, che ti spiega molte cose in modo abbastanza semplice ;).

[DarknessLight]

Molto interessante..


l'osservatore che guarda l'astronauta andare in contro al BH lo vedrà rallentare sempre di più man mano che si avvicina all'orizzonte degli eventi e non lo vedrà MAI raggiungerlo, quindi non vedrà neanche mai scomparirlo dalla vista, semplicemente rimarrà fermo, per un tempo infinito. Questo perchè l'orizzonte degli eventi è una superficie cosiddetta ad "infinito redshift" cioè ti fa vedere tutto il passato concentrato in un istante.

E' un po difficile da capire. Cosa significa red shift infinito? Perché il passato concentrato in un istante?
Immagino che l osservatore vedrà l oggetto che precipita nel buco nero rallentare perchè per la relatività generale l accelerazione fa rallentare il tempo rispetto ad un osservatore esterno. L accelerazione sarebbe la gravità del buco nero che aumenta esponenzialmente con la vicinanza dell ipotetico oggetto all orizzonte degli eventi. Perciò sul punto di orizzonte il tempo è rallentato fino a fermarsi. L oggetto quindi precipita nel BH alla velocità della luce. È corretto?
Ovviamente ad un certo punto l oggetto scomparirà alla nostra vista, la sua massa precipitera' nel BH e la sua informazione resterà confinata sull orizzonte degli eventi... credo...


Il motivo per cui l'osservatore a distanza vede l'astronauta rallentare è che lo spazio-tempo è così deformato da impedire all'informazione luminosa di raggiungere l'osservatore come invece farebbe altrimenti. Il tempo proprio dell'astronauta si dilata per effetto gravitazionale man mano che l'astronauta si avvicina al BH.

Questo è quello che ho detto sopra ma espresso in altri termini?

[Enrico Corsaro]

Cosa significa red shift infinito? Perché il passato concentrato in un istante?

Sono concetti molto delicati è vero, e richiedono una comprensione della relatività generale abbastanza buona per poter essere compresi a fondo.
Il redshift infinito deriva dalle proprietà della metrica in corrispondenza dell'orizzonte (nel caso diciamo più semplice). L'orizzonte è un particolare tipo di superficie in RG, detta di tipo luce. Questa superficie è tale che i raggi di luce possono rimanere bloccati su di essa. Redshift infinito significa che la luce che arriva sull'orizzonte poichè vi rimane bloccata, non potendo più sfuggire, si accumulerà all'infinito. In sostanza quello che succede è che sulla superficie ad infinito redshift vedresti tutto il passato dell'informazione luminosa che è arrivata fino a li, cioè il passato concentrato in un istante. Questo perchè dopo che un raggio luminoso viene "catturato" dall'orizzonte, non ne scappa più, e con esso dunque rimane sull'orizzonte l'informazione che portava.

Esiste poi un altro orizzonte, interno a quello degli eventi, noto come orizzonte di Cauchy (vale per i buchi neri rotanti, cioè in pratica tutti i buchi neri che si hanno nella realtà), che invece è al contrario una superficie ad infinito blueshift, cioè in essa vedresti tutto il futuro concentrato in un istante. Ma oltre ciò è inutile discuterne se non ci sono le basi di RG. Sono argomenti estremamente specialistici.



Immagino che l osservatore vedrà l oggetto che precipita nel buco nero rallentare perchè per la relatività generale l accelerazione fa rallentare il tempo rispetto ad un osservatore esterno. L accelerazione sarebbe la gravità del buco nero che aumenta esponenzialmente con la vicinanza dell ipotetico oggetto all orizzonte degli eventi. Perciò sul punto di orizzonte il tempo è rallentato fino a fermarsi. L oggetto quindi precipita nel BH alla velocità della luce. È corretto?

Non esattamente. Diciamo che intanto è la distanza che cambia il gioco, perchè l'accelerazione gravitazionale è legata alla distanza dal centro di gravità. Il campo gravitazionale di conseguenza deforma lo spazio-tempo, facendo si che il tempo si dilati. Poi è di fatto l'orizzonte che ti viene incontro alla velocità della luce, perchè tu sei dotato di massa e non puoi viaggiare alla velocità della luce. Infatti si dice che l'orizzonte viaggia alla velocità della luce. Trovi qualche discorso al link che ho inserito prima.




Ovviamente ad un certo punto l oggetto scomparirà alla nostra vista, la sua massa precipitera' nel BH e la sua informazione resterà confinata sull orizzonte degli eventi... credo...


Non per un osservatore a distanza dal BH, che vede l'astronauta cadere verso l'orizzonte. Il tempo percepito da quell'osservatore è distorto dal campo gravitazionale e non gli permetterà mai di vedere l'astronauta scomparire.
L'astronauta comunque acadrà si, e la sua informazione come hai detto rimarrà bloccata sull'orizzonte, fin tanto che l'orizzonte esisterà.




Questo è quello che ho detto sopra ma espresso in altri termini?
Si però il tempo percepito dall'osservatore vedendo l'astronauta diverge a infinito sull'orizzonte, come ti ho spiegato poco prima, e come anche fatto nell'esempio della stella che collassa nel post precedente.

[Pirand92]

Hai ragione, ho confuso le caratteristiche del fotone, noi lo vediamo quando arriva hai nostri occhi. Se ad esempio mandassimo un gruppo di fotoni nel BH non li vedremmo, perché nel caso li vedessimo allora non starebbero andando nella direzione del BH, ma nella nostra direzione.

Quindi ad esempio il protagonista di Interstellar, quando ritorna in quella galassia con un'altra astronave (alla fine del Film), se si riavvicina al BH nel punto dove era entrato lui vedrebbe se tesso (o almeno la sua astronave).

[DarknessLight]

Vediamo se possibile di mettere un pò d ordine nei concetti (a seconda di quello che credo di avere capito) così da facilitarne la comprensione anche a eventuali lettori.


Il redshift infinito deriva dalle proprietà della metrica in corrispondenza dell'orizzonte (nel caso diciamo più semplice). L'orizzonte è un particolare tipo di superficie in RG, detta di tipo luce. Questa superficie è tale che i raggi di luce possono rimanere bloccati su di essa. Redshift infinito significa che la luce che arriva sull'orizzonte poichè vi rimane bloccata, non potendo più sfuggire, si accumulerà all'infinito. In sostanza quello che succede è che sulla superficie ad infinito redshift vedresti tutto il passato dell'informazione luminosa che è arrivata fino a li, cioè il passato concentrato in un istante. Questo perchè dopo che un raggio luminoso viene "catturato" dall'orizzonte, non ne scappa più, e con esso dunque rimane sull'orizzonte l'informazione che portava.

bene ma quando dici "il passato concentrato in un istante" significa semplicemente che tutta l informazione che cade nel buco nero rimane confinata sull orizzonte degli eventi e cioè tutta l informazione tridimensionale si concentra su una superficie bidimensionale... In questo senso si dice "il passato concentrato in un istante"... però noi non abbiamo accesso a Quell informazione poiché essa è confinata sull orizzonte e mai lo lascerà per raggiungerci.
è corretto?



Diciamo che intanto è la distanza che cambia il gioco, perchè l'accelerazione gravitazionale è legata alla distanza dal centro di gravità. Il campo gravitazionale di conseguenza deforma lo spazio-tempo, facendo si che il tempo si dilati

Ecco, a me questo discorso continua a sembrare equivalente al seguente (non dico che lo sia, dico che mi sembra): per la relatività generale so che l accelerazione fa rallentare il tempo di un oggetto rispetto ad un osservatore esterno. L accelerazione in questo caso è fornita dal gravità del BH che aumenta esponenzialmente con la vicinanza dell oggetto al centro di massa.
così più precipito verso il BH più accelero, più il mio tempo rallenta rispetto eventuali osservatori esterni che mi vedranno avvicinare sempre più lentamente all orizzonte per poi scomparire su di esso. Io invece finisco nel BH senza accorgermi della dilatazione temporale.

Tutto questo si può tradurre con la classica espressione "lo spazio tempo si deforma" che però personalmente mi confonde.
preferisco ragionare nei seguenti termini: C è una costante, io accelero verso il buco nero, quindi ciò che varia sono necessariamente lo spazio è il tempo.

è corretto il ragionamento?


Poi è di fatto l'orizzonte che ti viene incontro alla velocità della luce, perchè tu sei dotato di massa e non puoi viaggiare alla velocità della luce. Infatti si dice che l'orizzonte viaggia alla velocità della luce.

Questo (chiedo) è un discorso troppo specialistico o può essere affrontato qui nel forum?


Non per un osservatore a distanza dal BH, che vede l'astronauta cadere verso l'orizzonte. Il tempo percepito da quell'osservatore è distorto dal campo gravitazionale e non gli permetterà mai di vedere l'astronauta scomparire.
L'astronauta comunque acadrà si, e la sua informazione come hai detto rimarrà bloccata sull'orizzonte, fin tanto che l'orizzonte esisterà.
Il tempo percepito dall'osservatore vedendo l'astronauta diverge a infinito sull'orizzonte, come ti ho spiegato poco prima, e come anche fatto nell'esempio della stella che collassa nel post precedente.

Questo è sempre il discorso di prima dell accelerazione e del rallentamento temporale?

[Enrico Corsaro]

In questo senso si dice "il passato concentrato in un istante"... però noi non abbiamo accesso a Quell informazione poiché essa è confinata sull orizzonte e mai lo lascerà per raggiungerci.
è corretto?

OK!




Ecco, a me questo discorso continua a sembrare equivalente al seguente (non dico che lo sia, dico che mi sembra): per la relatività generale so che l accelerazione fa rallentare il tempo di un oggetto rispetto ad un osservatore esterno. L accelerazione in questo caso è fornita dal gravità del BH che aumenta esponenzialmente con la vicinanza dell oggetto al centro di massa.
così più precipito verso il BH più accelero, più il mio tempo rallenta rispetto eventuali osservatori esterni che mi vedranno avvicinare sempre più lentamente all orizzonte per poi scomparire su di esso. Io invece finisco nel BH senza accorgermi della dilatazione temporale.

Non aumenta esponenzialmente l'accelerazione ma con l'inverso del quadrato della distanza dal centro di gravità.

g = \frac{MG}{{r}^{2}}

Gli osservatori vedranno il tuo tempo divergere a infinito, cioè rallentare talmente tanto da farti apparire fermo e da non far vedere mai che finirai dentro il BH. Nel tuo caso invece come hai detto, finisci dentro il BH e tutto per te continuerà a scorrere normalmente.



Tutto questo si può tradurre con la classica espressione "lo spazio tempo si deforma" che però personalmente mi confonde.
preferisco ragionare nei seguenti termini: C è una costante, io accelero verso il buco nero, quindi ciò che varia sono necessariamente lo spazio è il tempo.

Il significato ultimo è che lo spazio-tempo si deforma, ma se preferisci puoi fermarti ad uno step prima e limitarti ad immaginare il tutto in termini di accelerazione.




Questo (chiedo) è un discorso troppo specialistico o può essere affrontato qui nel forum?

Decisamente si, perchè devi conoscere la RG e le definizioni di superfici a differente metrica. E' un discorso molto specialistico e tecnico e non interesserebbe a nessuno ;).



Questo è sempre il discorso di prima dell accelerazione e del rallentamento temporale?
Esatto.

[Morimondo]

In questa discussione una mia osservazione è rimasta inevasa, mi riferisco al fatto che un oggetto possa sfuggire a un buco nero e ricavarne energia. La mia osservazione si riferiva a un ricordo parziale e confuso quindi non mi sorprende che sia passata inosservata.
Ora girando sul web ho trovato riferimenti a questa mia osservazione cosi male esposta: mi riferisco ai buchi neri non ruotanti e privi di carica elettrica da quel che ho visto sono previsti 4 tipi di buchi neri:
1) ruotante privo di carica elettrica Buco nero di Kerr, (sarebbero quelli che probabilmente esistono nell’universo)
2) ruotante con carica elettrica Buco nero di Kerr-Newman
3) non ruotante privo di carica elettrica: BN di Karl Schwarzschild
4) non ruotante con carica elettrica Buco nero di Reissner-Nordström

http://www.italoeuropeo.it/rubriche/fisica-news/4457-buchi-neri-il-lato-misterioso-dell-universo

Quindi la teoria prevede buchi neri non ruotanti, difficile credere che possano formarsi in modo autonomo dato che tutte le stelle hanno un movimento di rotazione però Penrose ha ipotizzato un modo chiamato appunto processo Penrose
https://it.wikipedia.org/wiki/Processo_Penrose

in sostanza esisterebbe attorno al buco nero una zzona chiamata ergosfera, che in realtà è un ellissoide che ai poli del BN coinciderebbe con l’orizzonte degli eventi mentre all’equatore si allargherebbe.
Una massa “informe” di materia che entrasse in questa ergosfera si dividerebbe in due una sarebbe risucchiata e cadrebbe oltre l’orizzonnte degli eventi l’altra sfuggirebbe al BN e si porterebbe via energia con la riduzione del momento angolare. Alla lunga oggetti di massa e numero sufficiente potrebbero ridurre a zero il momento angolare si porterebbero via il 29% di energia del BN e lo fermerebbero.
Il processo Penrose è in grado di produrre le particelle altamente energetiche che spiegherebbeo le emissioni dai quasar e altri nuclei galattici attivi.


Quindi la massa destinata a ricavare energia non incide sul disco di accrescimento, come io ho erroneamente ricordato, inoltre il teorema di Penrose, almeno nella descrizione del link postato di wikipedia non parla direttamente di angolo di incidenza ma di ergosfera.

Quindi nella composizione dei BN entra questa ergosfera cosa di cui non ricordo di aver mai sentito parlare.
Vorrei sapere questa ergosfera esiste o è solo una teoria?
Che rapporti avrebbe col disco di accrescimento? Mentre il disco di accrescimento più ci si allontana più diviene spesso questa ergosfera avrebbe un comportamento opposto essendo un ellissoide...

[Enrico Corsaro]

Per quanto ne so, l'ergosfera nasce dalla asimmetria rotazionale, cioè dal fatto che quando un corpo sferico ruota si rompe la simmetria sferica e il corpo sferico stesso si allunga per effetto della forza centripeta lungo la zona equatoriale, andando a costituire una forma oblata (cioè un ellissoide).
Niente di tutto ciò è osservato purtroppo, ma solo teorizzato. La teoria di Penrose e' senz'altro affascinante ma ancora ad oggi non mi risulta ci siano conferme sperimentali. Non e' dunque chiaro come una ergosfera possa interagire con il disco di accrescimento. Con molta probabilità i processi di trasferimento di momento angolare tra disco e buco nero e per mezzo sia di attrito viscoso, sia di campi magnetici che di particelle energetiche in fuga e' assai complesso, più del caso di un disco protostellare e della sua protostella.

[Morimondo]

Niente di tutto ciò è osservato purtroppo, ma solo teorizzato. La teoria di Penrose e' senz'altro affascinante ma ancora ad oggi non mi risulta ci siano conferme sperimentali. Non e' dunque chiaro come una ergosfera possa interagire con il disco di accrescimento.
E' quello che temevo.
Ho trovato interessante questo processo perchè potrebbe spiegare i quasars ma che accadrebbe a un buco nero quando gli si azzera il momento angolare come potrebbe rimanere fermo? Peggio ancora se si trattasse di un BN massivo al centro di una galassia sarebbe come bloccare l'asse a una ruota in movimento? Ci sarebbe un trasferimento dal resto della galassia al BN massivo?

[Morimondo]

Inoltre questa ergosfera mi da l'idea di qualcosa di posticcio una specie di Deus ex machina come esplicherebbe la sua azione? Forse quando masse di polveri e gas collidono con questa al di fuori del piano equatoriale ossia del disco di accrescimento, resta comunque il fatto che la parte più larga dell'ergosfera è sovrapposta al disco di accrescimento proprio quando questo si fa più sottile e denso...

Qui sotto un link inerente all'estrazione di energia da un BN (mi rifiuto di chiamarli BH perchè al mio orecchio suona come biacca che è BIANCA ;) ) naturalmente non ho neanche provato a decifrarne il contenuto è al di fuori dei miei ricordi

http://www.icra.it/solar/sigismondi/g9/guida1.html

[Enrico Corsaro]

E' quello che temevo.
Ho trovato interessante questo processo perchè potrebbe spiegare i quasars ma che accadrebbe a un buco nero quando gli si azzera il momento angolare come potrebbe rimanere fermo? Peggio ancora se si trattasse di un BN massivo al centro di una galassia sarebbe come bloccare l'asse a una ruota in movimento? Ci sarebbe un trasferimento dal resto della galassia al BN massivo?

La rotazione si può perdere in alcuni casi, anche se di per sè non è un fenomeno assoluto. In molti esempi di stelle per esempio si osserva che la rotazione può diminuire a tal punto da arrestarsi quasi del tutto.
Dipende sempre dalle condizioni fisiche di quel particolare sistema e dai processi dissipativi in azione, non è una cosa "impossibile".

I quasar vengono spiegati nel quadro dei nuclei galattici attivi, che è una teoria oramai abbastanza consolidata. Non so se ne hai sentito parlare, ma in questo (https://it.wikipedia.org/wiki/Galassia_attiva) link puoi documentarti un pò.

[Morimondo]

Parlando di materia ed energia oscure mi è venuto un dubbio.
Non sappiamo, e non lo sapremo mai, cosa esattamente ci sia oltre l'orizzonte degli eventi di un buco nero, mi però se questo enorme collasso gravitazionale possa "denaturare" la materia che noi conosciamo, in altre parole il buco nero è sempre fatto di barioni?

Qualcuno mi dirà si perchè vi sono delle emissioni di raggi x ma queste non sono legate direttamente al buco nero...

[DarknessLight]

Parlando di materia ed energia oscure mi è venuto un dubbio.
Non sappiamo, e non lo sapremo mai, cosa esattamente ci sia oltre l'orizzonte degli eventi di un buco nero, mi però se questo enorme collasso gravitazionale possa "denaturare" la materia che noi conosciamo, in altre parole il buco nero è sempre fatto di barioni?

Qualcuno mi dirà si perchè vi sono delle emissioni di raggi x ma queste non sono legate direttamente al buco nero...

Le uniche informazioni che i BH mantengono della stella originaria sono massa, carica elettrica, movimento angolare.
Tutte le altre informazioni vengono perse... per ciò che se ne sa oggi...
Un BH credo che non sappia nemmeno se è fatto di materia o di antimateria dato che collassando perde questa informazione...

[Enrico Corsaro]

@Morimondo (http://www.astronomia.com/forum/member.php?u=3620), l'unica condizione fisica data dall'orizzonte degli eventi è che nemmeno la luce riesca a sfuggire. Per il resto, non esiste motivo alcuno per credere che la materia superato l'orizzonte, si trasformi in materia non barionica. L'esistenza del buco nero non implica che lo stato della materia venga cambiato. Si può semmai creare antimateria dalle particelle virtuali, ma questo è un discorso a parte.

[DarknessLight]

@Morimondo (http://www.astronomia.com/forum/member.php?u=3620), l'unica condizione fisica data dall'orizzonte degli eventi è che nemmeno la luce riesca a sfuggire. Per il resto, non esiste motivo alcuno per credere che la materia superato l'orizzonte, si trasformi in materia non barionica. L'esistenza del buco nero non implica che lo stato della materia venga cambiato. Si può semmai creare antimateria dalle particelle virtuali, ma questo è un discorso a parte.

Ma quindi questo che ho scritto
Le uniche informazioni che i BH mantengono della stella originaria sono massa, carica elettrica, movimento angolare.
Tutte le altre informazioni vengono perse... per ciò che se ne sa oggi...
Un BH credo che non sappia nemmeno se è fatto di materia o di antimateria dato che collassando perde questa informazione..
è sbagliato secondo te?

[Enrico Corsaro]

Ma quindi questo che ho scritto
è sbagliato secondo te?

Certo, perchè se il BH non fosse fatto di materia, non esisterebbe proprio. E se la materia svanisse, allora sarebbe già evaporato del tutto. C'è pur sempre il residuo di una stella la dentro, anche se non lo vediamo, e la stella è fatta di materia barionica.
Non sappiamo cosa avviene all'interno a livello microscopico, cioè a livello dinamico corpuscolare, come la materia poi si ridistribuisca in quel volume, ma di sicuro quella quantità di materia deve esserci, per forza di cose. Ciò che viene stravolto è il concetto di spazio-tempo, secondo la RG.

[DarknessLight]

Eppure mi è capitato più volte di leggere che i BH mantengono della stella originaria solo massa, carica elettrica e movimento angolare...
Mi pare che si dica "il buco nero non ha capelli" o qualcosa del genere...

Questo è sbagliato e devo dimenticarlo?

[martin84jazz]

Eppure mi è capitato più volte di leggere che i BH mantengono della stella originaria solo massa, carica elettrica e movimento angolare...
Mi pare che si dica "il buco nero non ha capelli" o qualcosa del genere...

Questo è sbagliato e devo dimenticarlo?
il libro di Kip Thorne, perlomeno dove sono arrivato io, dice proprio questo..

[Enrico Corsaro]

Eppure mi è capitato più volte di leggere che i BH mantengono della stella originaria solo massa, carica elettrica e movimento angolare...
Mi pare che si dica "il buco nero non ha capelli" o qualcosa del genere...

Questo è sbagliato e devo dimenticarlo?

Il concetto di non avere capelli sta a significare che in effetti tutte le informazioni che vi cadono dentro non sono più usufruibili dall'esterno. Certamente come hai detto, che si conservi massa, carica e momento angolare è ciò che per forza di cose deve avvenire, altrimenti si romperebbe la continuità fisica. Dire massa, carica e momento angolare significa molto in fisica, perchè questi tre parametri, in particolare massa e momento angolare, ti descrivono già in buona parte la dinamicità di un corpo sferico come una stella, quindi non si tratta di informazioni banali. Quello che dice anche Kip Thorne nel suo libro va senz'altro bene!

[Morimondo]

Non si può sapere se la massa del buco nero occupa tutto lo spazio dall'orizzonte degli eventi fino a centro oppure se è concentrata tutta al centro per cui vi sarebbe un vuoto tra il centro puntiforme, (alcuni parlano di singolarità) e l'orizzonte degli eventi.
Consideriamo un buco nero isolato che abbia ormai consumato eventuali stelle binarie, pianeti, nubi di gas vicine e quindi sia privo di disco di accrescimento.
Diciamo che su questo buco nero stia cadendo un oggetto di dimensioni relativamente piccole rispetto al buco nero e che mancando un disco di accrescimento sia più facile assistere all'evento.
Questo oggetto cadrebbe con la stessa traiettoria spiraleggiando attorno al buco nero sia che si ipotizzi che il BN sia pieno o che sia un vuoto con la massa consentrata al centro?

Mi spiego nel caso fosse valida l'ipotesi che in realtà l'orizzonte degli eventi di un BN non sia una superfice solida e che tutta la massa sia concentrata al centro, singolarità, l'oggetto non dovrebbe puntare direttamente verso il centro modificando la traiettoria in una spirale più aperta ossia più diretta?

Non so se sono riuscito a spiegarmi.

[bertupg]

Non si può sapere se la massa del buco nero occupa tutto lo spazio dall'orizzonte degli eventi fino a centro oppure se è concentrata tutta al centro per cui vi sarebbe un vuoto tra il centro puntiforme, (alcuni parlano di singolarità) e l'orizzonte degli eventi.

Da quello che ho capito fin'ora, non mi risulta che le opzioni si riducano a questi due casi estremi.
Personalmente, mi piace immaginare la possibilità che la materia al centro, benché estremamente densa e in uno stato che magari non possiamo neppure ipotizzare, occupi un certo qual volume, e per tanto la forza di gravità, pur estrema, al centro si riduca a zero, come per una qualunque sfera omogenea, e non vi sia in realtà alcuna singolarità (che come è stato ripetuto da diverse fonti anche qui sul forum, è un concetto matematico, senza che debba per forza di cose avere una controparte fisica).

Per il resto, in post precedenti in questa stessa discussione, io stesso chiedevo se per caso la materia proveniente dal disco di accrescimento si distribuisse uniformemente sull'orizzonte degli eventi, ma mi è stato fatto capire che, di fatto, non vi è alcuna risposta scientifica a questa domanda, perché possiamo girarci intorno quanto vogliamo, ma alla fin fine non c'è alcun modo di sapere cosa avviene al di là dell'orizzonte degli eventi, ed è inutile che ci poniamo ulteriori domande in merito.

Dimostrazione ne è che le domande in questo thread hanno già cominciato a riproporsi ciclicamente con variazioni sul tema, e suppongo continueranno a ricevere, più o meno infiocchettata, sempre la risposta: "non lo sappiamo e non lo potremo mai sapere"...

[Morimondo]

Dimostrazione ne è che le domande in questo thread hanno già cominciato a riproporsi ciclicamente con variazioni sul tema, e suppongo continueranno a ricevere, più o meno infiocchettata, sempre la risposta: "non lo sappiamo e non lo potremo mai sapere"...

Mi scuso non mi sono spiegato, so che non si puo sapere cosa accade oltre l'orizzonte, lo scopo del mio post è di sapere se indirettamente in base alla traiettoria di un oggetto sia possibile sapere come sia distribuita la massa. Considera che non sono un fisico, e che la fisica che ricordo risale al liceo scientifico fatto vari decenni fa. Posto uno schema, fatto frettolosamente, per farmi capire meglio, spero di non aver peggiorato l'esposizione ;)


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[bertupg]

Morimondo, in effetti non avevo capito bene la seconda parte della tua domanda.

Non so come possano influire gli effetti relativistici in prossimità dell'orizzonte degli eventi, ma in linea di principio, direi che, a parità di massa, la traiettoria dipende unicamente da velocità e direzioni iniziali dell'oggetto che "precipita", non dalla ipotetica distribuzione della massa nel buco nero.

[Enrico Corsaro]

@Morimondo (http://www.astronomia.com/forum/member.php?u=3620), in effetti non avevo capito bene la seconda parte della tua domanda.

Non so come possano influire gli effetti relativistici in prossimità dell'orizzonte degli eventi, ma in linea di principio, direi che, a parità di massa, la traiettoria dipende unicamente da velocità e direzioni iniziali dell'oggetto che "precipita", non dalla ipotetica distribuzione della massa nel buco nero.
Morimondo, le due masse così distribuite agiscono con la stessa forza di gravità, ammesso che la quantità totale di massa sia uguale nei due casi. Ciò che cambia è il momento di inerzia, che nel caso puntiforme è dato come

I = M r^2
dove M è la massa contenuta nel punto, r è la distanza tra il punto in orbita ed il centro, mentre nel caso di una sfera hai

I = 2/5 M R^2
dove R è il raggio della sfera. A questo devi sommare il momento di inerzia di un punto ad una distanza r rispetto al centro della sfera, che ti ho dato prima.

In parole povere nel caso della sfera solida aumenta il momento di inerzia totale. Questo significa che a parità di velocità angolare di un oggetto che ruota intorno, il momento angolare totale sarà maggiore nel caso in cui la massa sia distribuita entro una sfera solida.

Tutto ciò non ha di fatto un effetto diretto sullo spiraleggiare del corpo, perchè tutto dipende dalle condizioni iniziali. L'unica differenza è un fattore costante nel momento d'inerzia che si va ad aggiungere.

In ogni caso, non vedresti nè in una situazione nè nell'altra, che il corpo va a cadere sull'orizzonte. Come già qualche tempo fa abbiamo discusso, l'orizzonte è una superficie ad infinito redshift, vale a dire che chiunque osservi un corpo avvicinarcisi, lo vedrà tendere ad esso per un tempo infinito senza però vederlo mai raggiungere l'orizzonte.

[Morimondo]

Morimondo, le due masse così distribuite agiscono con la stessa forza di gravità,

Chiedo Venia sono stato tratto in inganno dal dilemma della terra cava con dentro una piccola luna in una posizione qualsiasi, la luna rimane ove viene posta, in questo caso la terra cava non agisce come se fosse concentrata in un solo punto.

[Morimondo]

Posto qui per questa articolo che ho trovato su media inaf: Non attraversate la coda mareale se non erro la sezione news è per lo staff

Gli 'eventi distruttivi mareali' si hanno quando una stella passa nelle vicinanze di un buco nero. Oggi, uno studio recente, apparso su Astrophysical Journal, fa il punto sulla mancata rivelazione di tali eventi rispetto ai tanti numerosi casi che predice la teoria, trovando una possibile spiegazione che porta alla relatività generale...

http://www.media.inaf.it/2015/09/07/non-attraversate-la-coda-mareale/

In sostanza sono stati osservati solo una decina di dischi di accrescimento attorno a un buco nero, troppo pochi in base alle previsioni, ho trovato poco convincente una delle due spiegazioni

[Zopi]

se è vero che la gravità generata da un buco nero è tale da assorbire anche i fotoni, un corpo che entrasse nel buco nero si vedrà rallentare e bloccarsi. ma, a rigor di logica, poichè la gravità del buco persiste non dovrebbe poi piano piano iniziare a scoprarire l'immagine residua? per effetto della gravità stessa che un pò per volta trascinerebbe indietro la luce?

altrimenti si potrebbero immaginare buchi neri come agglomerati formati da tutta la materia visibile che hanno catturato. e se questo dipendesse solo dal fatto che c'è un osservatore che osserva nel momento esatto in cui avviene la cattura, significherebbe che il tizio nella navicella vede l'astronauta bloccato. mentre una navicella venuta in seguito vedrebbe il buco nero senza immagini residue?

[DarknessLight]

Forse non è stata vista la domanda.. meglio fare un fischio a Enrico Corsaro :whistling:

Quel poco che ti posso dire intanto è che un oggetto cadendo in un buco nero sembra rallentare rispetto ad un osservatore esterno semplicemente perché nei pressi di un buco nero il tempo è dilatato(a causa della gravità), quindi rispetto ad un osservatore esterno il tempo dell oggetto vicino al buco nero scorre più lentamente. Così la velocità con cui precipita verso l orizzonte degli eventi sembra tendere a zero. Ma solo se vista da un osservatore esterno! L oggetto invece percepisce il suo tempo scorrere normalmente!

Riguardo l orizzonte degli eventi invece leggi questa spiegazione di Enrico Corsaro:

L'orizzonte è un particolare tipo di superficie in Relatività Generale, detta di tipo luce. Questa superficie è tale che i raggi di luce possono rimanere bloccati su di essa. Essa possiede Redshift infinito: significa che la luce che arriva sull'orizzonte poichè vi rimane bloccata, non potendo più sfuggire, si accumulerà all'infinito. In sostanza quello che succede è che sulla superficie ad infinito redshift vedresti tutto il passato dell'informazione luminosa che è arrivata fino a li, cioè il passato concentrato in un istante. Questo perchè dopo che un raggio luminoso viene "catturato" dall'orizzonte, non ne scappa più, e con esso dunque rimane sull'orizzonte l'informazione che portava.

Infatti, secondo l interpretazione quantistica, tutta l informazione contenuta in un buco nero è confinata sulla sua superficie.

[Enrico Corsaro]

Le domande di Zopi mi lasciano un pò perplesso, nel senso che mi sfugge qualcosa...ma credo che il nostro Dark abbia già risposto a dovere. L'effetto dell'astronauta che rimane bloccato sull'orizzonte è solo un effetto relativo, non reale dunque, poichè l'astronauta sarà praticamente caduto dentro il buco nero. Il tutto è dovuto alla distorsione spazio-temporale causata dalla forte gravità del buco nero. Vale poi il discorso che ha quotato Dark!

[Zopi]

in sostanza quindi varrebbe il concetto che l'immagine risulterà bloccata solo per chi guarda in quel momento. giusto?

e il fatto di distorsione temporale vale solo per gli esterni. altrimenti i buchi neri sarebbero degli "intrappolatori temporali" che bloccano nel tempo tutte le sostanze risucchiate immagino

[Enrico Corsaro]

in sostanza quindi varrebbe il concetto che l'immagine risulterà bloccata solo per chi guarda in quel momento. giusto?

L'immagine rimane bloccata solo per chi guarda dall'esterno e ha seguito tutto l'evento fin dall'inizio, quando ancora il segnale luminoso arrivava non distorto. Di fatto quello che succede è che non vedrai mai arrivare l'oggetto (o l'astronauta che sia) all'orizzonte degli eventi. Il tempo si dilata all'infinito.
Guardando infatti un buco nero in un generico momento, non vedremo mai nulla, perchè quello che vediamo è l'orizzonte degli eventi, che risulta ai nostri occhi completamente buio dal momento che la luce non può fuggire via per raggiungerti.

[Zopi]

interessante! tra tutte le possibilità è la più assurda!
(è proprio il caso di dire "da non credere ai propri occhi" XD)
è difficile da immaginare. mi viene da chiedere se quell'immagine rimarrà per sempre anche se l'osservatore smetta di guardare e vi torni in un altro momento.

se posso avrei anche altre domande che mi frullano nel cervello! sò che l'elettromagnetismo atomico è trilioni di volte più potente della gravità.
in caso di buco nero si potrebbe ipotizzare/calcolare che la sua forza di gravità si avvicini o superi quella atomica?
perchè sò che i buchi neri emettono micro onde. e mi è venuto in mente che: qualora la forza di gravità potesse alterare/scomporre gli atomi. potrebbe verificarsi che la sostanza (o energia?) non assorbita venga proprio trasformata in micro onde? come se fossero dei "filtri" cosmici.
(quelle stesse micro onde potrebbero anche far parte di un tipo di energia che ancora non siamo in grado di "vedere")

[Enrico Corsaro]

è difficile da immaginare. mi viene da chiedere se quell'immagine rimarrà per sempre anche se l'osservatore smetta di guardare e vi torni in un altro momento.
Rimarrà fin tanto che il segnale elettromagnetico riesce a raggiungerti, certamente.



se posso avrei anche altre domande che mi frullano nel cervello! sò che l'elettromagnetismo atomico è trilioni di volte più potente della gravità.
in caso di buco nero si potrebbe ipotizzare/calcolare che la sua forza di gravità si avvicini o superi quella atomica?

Qui stai facendo confusione. Vediamo di chiarire le cose.
Le forze fondamentali si distinguono per due aspetti di base:
1) Il raggio di azione
2) L'intensità del campo di forze

L'applicazione della forza stessa dipende dunque dai due fattori elencati sopra.
Nel caso delle forze di gravità ed elettromagnetica, il raggio di azione può arrivare in entrambi i casi ad infinito. Vale a dire che idealmente, puoi risentire del loro effetto anche ad una enorme distanza.
Quello che però cambia nettamente fra le due forze è l'intensità, che viene data da una costante che caratterizza la forza. Nel caso gravitazionale è la famosa G, costante di gravitazione, nel caso elettromagnetico è \alpha, la costante di struttura fine.

La differenza di intensità relativa delle due forze citate è di 1036, con quella elettromagnetica più forte dunque come hai già detto.

Non possiamo dunque fare un paragone diretto fra le due forze senza tenere di riferimento le quantità in gioco.
Per capire se la forza di gravità a livello di un buco nero può superare una forza elettromagnetica data da due determinate cariche poste ad una certa distanza tra loro, dobbiamo prima decidere a quale distanza considerare le cariche, e quale massa e raggio considerare per calcolare la forza di gravità. Solo in questo caso puoi fare un paragone diretto.



perchè sò che i buchi neri emettono micro onde. e mi è venuto in mente che: qualora la forza di gravità potesse alterare/scomporre gli atomi. potrebbe verificarsi che la sostanza (o energia?) non assorbita venga proprio trasformata in micro onde? come se fossero dei "filtri" cosmici.
(quelle stesse micro onde potrebbero anche far parte di un tipo di energia che ancora non siamo in grado di "vedere")
Per inciso diciamo che non sappiamo purtroppo cosa succede di preciso alla materia all'interno del BH ma di sicuro non viene trasformata in microonde perchè l'energia associata sarebbe troppo bassa. Tuttavia, osserviamo getti di radiazione e materia ad altissima energia provenire dai poli di rotazione di un BH, a causa della torsione delle linee di forza dei campi magnetici che convogliano particelle lungo quelle direzioni. L'emissione a microonde è essenzialmente generata dal riscaldamento del mezzo in caduta sul BH a causa della intensa forza gravitazionale.

[Zopi]

ora che ci penso bene potremmo dire che la loro forza di gravità non superi l'elettromagnetismo per il semplice fatto che 2 bh si respingono?

ma, se per noi il tempo di ciò che vi entra si ferma, non potrebbero assorbire ed espellere materia/energia senza che quest'ultima sia visibile ai nostri occhi?

Ps: grazie mille per le risposte! se vi sembro rompiscatole ditemelo! (tanto non mi fermerò lo stesso hahaha!)

[Enrico Corsaro]

ora che ci penso bene potremmo dire che la loro forza di gravità non superi l'elettromagnetismo per il semplice fatto che 2 bh si respingono?

No non ci siamo...dove hai appreso che due buchi neri si respingono? Non è assolutamente vero. I BH sono oggetti prima di tutto costituiti da materia e sono corpi gravitazionali, per cui anch'essi, come qualsiasi coppia di oggetti costituiti da materia, si attirerebbero l'un l'altro.



ma, se per noi il tempo di ciò che vi entra si ferma, non potrebbero assorbire ed espellere materia/energia senza che quest'ultima sia visibile ai nostri occhi?

Il tempo si ferma non per noi, ma per ciò che si trova al loro interno, che non è più visibile da noi dall'esterno. Se l'energia e la materia vengono espulse dal BH, automaticamente diventano visibili per un osservatore esterno.

[Zopi]

ma se il tempo si ferma anche per i corpi che vengono assorbiti allora perchè non possiamo ipotizzare che siano proprio bloccati lì nel tempo?

avevo sentito in un documentario che due buchi neri (anche se inizialmente si attraevano) non si toccavano mai

[Enrico Corsaro]

ma se il tempo si ferma anche per i corpi che vengono assorbiti allora perchè non possiamo ipotizzare che siano proprio bloccati lì nel tempo?
Il tempo si ferma come coordinata delle 4 (le altre tre spaziali) ma si inverte con quelle spaziali. Per i corpi all'interno il tempo si ferma ma essi continueranno a muoversi come unica conseguenza della fortissima attrazione gravitazionale.



avevo sentito in un documentario che due buchi neri (anche se inizialmente si attraevano) non si toccavano mai
Probabilmente quello che è stato detto è che non vedresti mai due BH toccarsi, per lo stesso motivo per cui non vedresti mai un astronauta finire dentro un BH (orizzonte degli eventi, superficie ad infinito redshift). All'atto pratico però i due BH si toccano e si possono unire in un fenomeno noto come merging. Ne avevamo parlato anche in un post sul portale che trovi QUI (http://www.astronomia.com/forum/showthread.php?12445-Il-quasar-pi%F9-vicino-con-due-buchi-neri).