buco nero più semplice

[Enrico Corsaro]

Certamente!

[sparrows81]

chiedo scusa per l' imprecisione con cui ho posto la domanda ma non sono del settore la mia era solo una curiosità tuttavia non ho ricevuto una risposta che mi soddisfa, quali sono queste equazioni matematiche che indicano il contrario e quali sono le basi?

Tornano alla luce e=mc2 quindi la luce si può definire materia, e quando un campo elettromagnetico o come lo si vuole chiamare la luce, interagisce con la materia che è intorno al buco nero non sempre riesce ad attraversarla come i raggi di luce che arrivano sulla terra non tutti riescono ad attraversare l'atmosfera cosi' analogamente non tutti riescono a sfuggire alla commistione di materia e forze energetiche che circondano il buco nero.

Vi pare che non c'e' modo di "piegare" la luce, una spiegazione più semplice se non ricorrendo ad una piegatura spazio tempo? Mi state dicendo che io per deviare il corso della luce devo creare un buco nero, una volta da piccolo usavo gli specchi non sapevo che adesso le cose sono cambiate...

Per quanto mi riguarda quello che sto dicendo puo' apparire banale ma non lo è.

[Enrico Corsaro]

OK, capisco perfettamente che la cosa non sia di per sè banale e quindi cerchiamo di spiegare meglio il discorso partendo più o meno dalla base.

quali sono queste equazioni matematiche che indicano il contrario e quali sono le basi?

Le equazioni di campo di Einstein sono equazioni matematiche tensoriali, che si convertono in una serie di equazioni differenziali alle derivate parziali, che legano fra di loro il campo gravitazionale e la geometria dello spazio-tempo, ovvero l'Universo in 4 dimensioni in cui viviamo.

Essendo delle equazioni differenziali, esse hanno delle possibili soluzioni, cioè delle funzioni matematiche che se sostituite all'interno delle equazioni, vanno a verificarle.
I buchi neri sono una possibile soluzione di queste equazioni di campo di Einstein.

Non posso descriverti qui a seguire tutte le equazioni e come si derivano, prima di tutto perchè ti ci vorrebbe una base di relatività generale (oltre che di geometria differenziale e topologia, che non so se tu possiedi o meno), e secondo perchè in un forum viene piuttosto complicato andarti a riportare le formule e svilupparti tutti i passaggi. Se comunque non ti fidi abbastanza, e se hai un pò di pazienza e di tempo, prova a visionare QUI, per un caso più semplice di soluzione delle equazioni di campo di Einstein per un buco nero, così magari ti fai un pò una idea a livello matematico.

Le assunzioni che si fanno sono quelle di descrivere lo spazio-tempo in prossimità di una massa sferica (vedi appunto una stella). Quello che si trova è, come nella figura che ti ho allegato qui, che una massa curva lo spazio-tempo, rappresentato da una tela nel caso della figura, un pò come se distendendo un telo e ponendoci sopra una bella biglia pesante, vedi che la biglia sprofonda nel telo a causa del suo peso.
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Poichè nel caso del buco nero questa massa è particolarmente elevata, quello che succede è che non solo la sfera sprofonda nella trama dello spazio-tempo ma ne crea anche una singolarità. Probabilmente comunque gli amici di Astronomia.com hanno qualche bella pagina wiki nel loro portale dove illustrano meglio di quanto sto facendo io qui questo tipo di fenomeno.
Se la risposta non soddisfa la tua curiosità, allora tutto ciò che ti rimane da fare è andarti a studiare il formalismo matematico, e capire come sono ricavate le soluzioni che danno vita ad un buco nero. Non c'è altro modo, a meno che tu non ritenga di dare per buono che esiste questa teoria, dalla bellezza di circa 85 anni, e che funziona egregiamente, con una miriade di prove sperimentali, e di applicazioni anche nel quotidiano (vedi i GPS ad esempio, o gli orologi atomici).

Tornano alla luce e=mc2 quindi la luce si può definire materia, e quando un campo elettromagnetico o come lo si vuole chiamare la luce, interagisce con la materia che è intorno al buco nero non sempre riesce ad attraversarla come i raggi di luce che arrivano sulla terra non tutti riescono ad attraversare l'atmosfera cosi' analogamente non tutti riescono a sfuggire alla commistione di materia e forze energetiche che circondano il buco nero.

Questo non è corretto. Ti spiego a seguire perchè.
La formula E=mc^2 è da utilizzare con un pò di attenzione. Questa formula ti dice essenzialmente qual è il fattore di conversione tra la massa e l'energia, e che la massa è una particolare forma di energia. Nello specifico:
1) Una grande quantità di energia può essere convertita in massa (negli esperimenti con gli acceleratori di particelle si possono creare nuove particelle a partire da altre, inserendo grosse quantità di energia nel sistema, ad es. accelerandole a velocità altissime e facendole collidere le une contro le altre)
2) Viceversa, una piccola massa può generare una grande quantità di energia (vedi ad esempio la bomba atomica).

E' vero che i fotoni sono privi di massa e che da essi si può originare materia (è stato dimostrato con un esperimento a Standford che facendo collidere due fotoni ad alte energie, raggi gamma, si possono originare elettroni e positroni). Ma sempre parliamo a livello di conversione e sotto condizioni di energia molto elevata, che poi va a produrre quantità di massa molto piccole. Non è dunque questo che ci serve per capire cosa avviene in un buco nero, dove le quantità di massa sono enormi e dove la luce, tra l'altro quella visibile che a noi interessa e che ha una energia molto bassa, non risente in alcun modo della forza di gravità per effetto di E=mc^2.

E=mc^2 è una equazione che fa parte della cosiddetta relatività ristretta, che non comprende ciò che invece si discute in questo post, ovvero la relatività generale e gli effetti del campo gravitazionale sullo spazio-tempo.

Vi pare che non c'e' modo di "piegare" la luce, una spiegazione più semplice se non ricorrendo ad una piegatura spazio tempo? Mi state dicendo che io per deviare il corso della luce devo creare un buco nero, una volta da piccolo usavo gli specchi non sapevo che adesso le cose sono cambiate...

Capisco che la cosa per te non sia banale e che non sia semplice da capire e da visualizzare ma ti posso assicurare che ciò di cui parli tu con gli specchi non è piegare lo spazio tempo. E' semplicemente riflettere i raggi luminosi, cambiando l'angolo di incidenza sul piano di riflessione (è ciò che rientra nella cosiddetta ottica, che conosciamo molto bene, soprattutto i cari amici astrofili). Comunque tu rifletta la luce e la devi riflettendola su altre direzioni, essa viaggerà sempre in linea retta, per sua natura.

Piegare lo spazio tempo è tutt'altro, e non c'entra nulla con questo discorso che poni. Piegare lo spazio tempo implica che ciò che normalmente si propaga in linea retta, come la luce nel mondo in cui viviamo, non si propagherà più in linea retta ma seguirà una determinata linea curva. Vale a dire che ad esempio, se io guardassi una stella che è posta dritta davanti a me e la luce viaggiasse in linea retta, la vedrei dove realmente si trova, ma se la luce viaggiasse in linea curva, la vedrei in un posto diverso, che non corrisponde a quello reale, semplicemente perchè i raggi luminosi non hanno seguito più il loro percorso ordinario.

[sparrows81]

Salve, grazie per la risposta accurata ma molto complessa che mi riservo appena ho tempo di approfondire cercando di capire le varie equazioni a supporto della tesi del buco nero, nel frattempo ho appena fatto una ricerca su google teorie alternative buco nero ed è uscito questa pagina, quindi con mio grande stupore non sono l'unico a pensare che ci possono essere spiegazioni alternative

http://it.wikipedia.org/wiki/Stella_nera_(astronomia)

http://www.lescienze.it/news/2013/07...tivit-1758957/

Cosa ne pensate

[Enrico Corsaro]

Si di teorie alternative ce ne sono, per fortuna. Quella che citi è tra le possibili teorie, anche se purtroppo l'esistenza di "stelle nere" non esclude quella di un buco nero. Ci sono attualmente altre formulazioni un pò più plausibili fisicamente che vedono interagire la meccanica quantistica sulle piccole scale a cui tenderebbe il processo di formazione del buco nero al di sotto dell'orizzonte degli eventi.
Avevamo discusso a tal proposito un caso molto interessante qui nel forum stesso, a questo link. Ti consiglio di dargli un occhio.

[etruscastro]

sparrow, potresti presentarti in sezione?: http://www.astronomia.com/forum/foru...29-Mi-presento

continuo ad attendere una tua presentazione alla community, così come abbiamo fatto tutti!!

[ncrndr]

penso ti riferisco allo sostamento verso il roso scoperto da hubble secondo il quale più la luce percorre uno spazio vasto e più la sua frequenza diminuisce tendendo al rosso. ciò avviene in prossimità di ogni corpo avente massa sebbene sia più rilevante al crescere della massa. per quanto riguarda la luce bisogna riferirsi al dualismo onda-particella perciò sebbene si comporti come un' onda in realtà è una particella, il fotone, il quale però non ha massa e segue le leggi della massa relativistica e della teoria della relatività.

[Red Hanuman]

penso ti riferisco allo sostamento verso il roso scoperto da hubble secondo il quale più la luce percorre uno spazio vasto e più la sua frequenza diminuisce tendendo al rosso. ciò avviene in prossimità di ogni corpo avente massa sebbene sia più rilevante al crescere della massa. per quanto riguarda la luce bisogna riferirsi al dualismo onda-particella perciò sebbene si comporti come un' onda in realtà è una particella, il fotone, il quale però non ha massa e segue le leggi della massa relativistica e della teoria della relatività.

Non confondere il redshift gravitazionale con quello dato dall'espansione dell'universo. Sono due cose ben diverse, con meccanismi all'origine assolutamente diversi tra loro.....

[Enrico Corsaro]

Non confondere il redshift gravitazionale con quello dato dall'espansione dell'universo. Sono due cose ben diverse, con meccanismi all'origine assolutamente diversi tra loro.....

E già, stiamo attenti

[ncrndr]

scusate