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 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]

Sorry @DarknessLight, 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 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....

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 .

[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?

[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?

[Morimondo]

Sorry @DarknessLight,
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