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4 dicembre 2009
Faenza-Università degli Adulti
“La gravità - dal Big Bang ai buchi neri”Bedogni Roberto
INAF Osservatorio Astronomico di Bolognahttp://naomi.bo.astro.it/bedogni
email: roberto.bedogni@bo.astro.it
Newton Maxwell Einstein Hawking
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«La filosofia è scritta in questo grandissimo libro che continuamente ci sta aperto innanzi a gli occhi (io dico l'universo), ma non si può intendere se prima non s'impara a intender la lingua, e conoscer i caratteri, ne' quali è scritto. Egli èscritto in lingua matematica, e i caratteri son triangoli, cerchi, ed altre figure
geometriche, senza i quali mezi è impossibile a intenderne umanamente parola; senza questi è un aggirarsi vanamente per un oscuro laberinto. »
La nascita della fisica modernaGalileo Galilei
Nasce il metodo scientifico:sensata esperienza
necessaria dimostrazione
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Con l'uso del telescopio, le cui prime osservazioni risalgono al 1609, il 7 gennaio 1610 Galileo poté constatare, con i suoi occhi, che Giove era accompagnato da quattro satelliti (i satelliti medicei ) che gli giravano intorno come la Luna alla Terra ed i pianeti al Sole.
Galileo Galilei e la scoperta dei pianeti MediceiLa nascita dell’astronomia moderna
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Galilei riuscì a determinare il valore dell'accelerazione di gravità, studiando la caduta di sfere ben levigate lungo un piano inclinato. Un valore di poco inferiore a quello oggi noto (9,80665 m/s2) a causa di errori sistematici dovuti all'attrito.
Galileo Galilei -il piano inclinato e la gravità
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Il cielo e le leggi di Keplero
L’astronomo J. Keplero formulò le leggi, ancora oggi note, con il suo nome riguardanti il moto dei pianeti.
1 a legge di Keplero: i pianeti si muovono su orbite ellittiche con il Sole in uno dei due fuochi
2 a legge di Keplero: il “raggio vettore” percorre aree uguali in tempi di percorrenza uguali
3 a legge di Keplero: i quadrati dei periodi di rivoluzione sono proporzionali ai cubi dei semiassi maggiori delle rispettive orbite P 2 = k a 3
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La gravità newtonianadalla cinematica alla dinamica
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Newton e la nuova fisicala seconda legge del moto
La seconda legge della dinamica afferma che ogni corpo possiede un'inerzia espressa dalla sua massa mi (inerziale) che si oppone agli agenti esterni (le forze F ) che tendono ad alterare il suo stato dinamico ed a fornirgli una accelerazione a tale per cui :
F = m i · a = m i ∆2 x/∆t 2
dove :•F = vettore forza•a = vettore accelerazione•mi = massa inerziale
E’ solo osservando l’applicazione della forza esterna che siamo in grado di valutarne gli effetti e quindi di misurare la massa (inerziale) del corpo sottoposto all’azione della forza
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La legge di gravitazione universaleLa prima unificazione
Nel 1684 Newton fu in grado di enunciare la legge di gravitazione universale: due punti materiali qualsiasi si attraggono lungo la loro congiungente con una forza direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza. In formula, dette m1 ed m2 le masse gravitazionali dei due corpi, r la loro distanza ed F la forza agente, si ha:
F = G (m1 m2 ) /r 2
dove G è la costante di gravitazione. Si noti che la potenza di r è =2 per cui si parla di campo di forza “centrale”.
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La “forza peso”
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La scoperta di Urano
Urano è il primo pianeta scoperto utilizzando moderni strumenti di osservazione. Fu trovato casualmente da Herschel il 17 marzo 1781 che utilizzò un telescopio riflettore con uno specchio di 120 cm di diametro costruito personalmente dall'astronomo inglese.
L'astronomo Herschel
scopritore di Urano.
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Posizione prevista da Adams
Posizione prevista da Le Verrier
Posizione ”vera” di Nettuno
L’apogeo della fisica newtonianala previsione di Nettuno
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Fu il fisico J.C. Maxwell, anche in seguito ai lavori di Ampère e Faraday, che nel XIX secolo definì le leggi che regolavano la fisica dei fenomeni elettromagnetici scrivendo le famose “equazioni di Maxwell” e legando in modo indissolubile i fenomeni elettrici a quelli magnetici.
Hertz in seguito dimostrò che la luce è un fenomeno elettromagnetico e si propaga a velocità finita pari a circa 300 000 km/s
Come agisce la forza elettromagnetica ?? Con una azione a distanza sintetizzata tramite l’ipotesi del campo elettromagnetico elettrodinamica
La seconda grande unificazioneElettricità e magnetismo-Campi non forze
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La forza elettrostatica e gravitazionaleLa forza gravitazionaleSe m1 ed m2 sono le masse gravitazionali dei due corpi, r la loro distanza ed Fg la forza agente, si ha:
F g = G (m1 m2 )/r 2
G è la costante di gravitazioneG = 6,67 ·10 -11 (MKS)
tutte le masse si attraggono
La forza elettrostaticaSe q1 e q2 sono le cariche elettriche
Fem =k (q1 q2 /r2 )
K è la costante di CoulombK=8,99 ·10 9 (MKS)=
1/(4 π ε0 )ε0 =8,85 ·10 -12 costante
dielettrica del vuotodue cariche di segno
opposto si attraggono due di ugual segno si
respingono
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La relatività ristretta lo spazio ed il tempo non sono
più assoluti
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Il Principio della Relatività Galileiana o Principio di Inerzia
Se individuiamo un sistema di riferimento nel quale un corpo, non soggetto a forze esterne rimane in quiete, ecco che abbiamo in mano uno strumento formidabile per fare le nostre osservazioni fisiche.
Tali sistemi di riferimento si dicono “inerziali”.
Come notò per primo Galileo Galilei è impossibile distinguere tra di loro due sistemi inerziali che si muovono l’uno rispetto all’altro di moto rettilineo uniforme! (prima legge del moto di Newton)
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I sistemi di riferimento inerziali
Ma esistono davvero i sistemi di riferimento inerziali oppure sono un’astrazione della mente umana ??
Rotazione terrestre, il giorno e la notte con periodo di 24
ore – Sistema rotatorio” non-
inerziale
Rivoluzione delle Terra attorno al Sole con periodo di 365
giorni ad una velocità di oltre 20 km/sec- Sistema “rotatorio” non-
inerziale
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Misurare lo spazio vuol dire definire un metodo di misura delle distanze
I concetti di spazio e tempo sono innati all’esperienza umana ma vengono resi “operativi” in fisica misurando intervalli spaziali (distanze) ed intervalli temporali (ore,anni, secoli,…)
Il metro campione
Misurare il tempo vuol dire definire
un metodo di misura dei tempi
Orologio
La rivoluzione EinstenianaRidefinire lo spazio ed il tempo
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I sistemi di riferimento inerziali e lo spazio ed il tempo assoluti
I sistemi di riferimento inerziali sono quindi una astrazione teorica.
questa difficoltà non solo non impedì ai fisici di misurare l’inerzia dei corpi materiali (cioè la loro massa)
ma nemmeno di pensare alla possibilità di pensare all’esistenza di uno “spazio assoluto”
tanto meno si pose in discussione l’idea del “tempo assoluto”
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La relatività galileiana
La relatività galileiana riguarda due osservatori inerziali S ed S’ che si muovono l’uno rispetto all’altro con moto rettilineo uniforme a velocità v
Nessuno dei due è in grado di stabilire che è fermo o chi è che si sta muovendo. Conta solo il moto relativo tutto il resto perde di significato.
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La teoria elettromagnetica, l’etere e lo spazio assolutoIl paradosso delle teoria elettromagnetica consiste nel fatto che essendo la luce un fenomeno ondulatorioriconosciuto da Maxwell come prodotto dalla oscillazione del campo elettromagnetico è naturale introdurre un mezzo l’etere in cui la luce, come fenomeno ondulatorio, può e, per certi aspetti, deve propagarsi
Se però l’etere esiste come mezzo immateriale in cui la luce può propagarsi ecco che equivale allo spazio assoluto di Newton
Fu il fisico Michelson che insieme a Morley propose un esperimento per verificare l’esistenza dell’etere e ne concluse che l’etere non esiste
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Einstein e la Relatività Ristretta
Fu Einstein a ricomporre il quadro dimostrando che: il principio della Relatività Galileiana può essere esteso ai fenomeni elettromagnetici e quindi valere per le equazioni di Maxwell
1. purchè si utilizzino le trasformazioni di Lorentz al posto di quelle Galileiane
2. si accetti che la luce si propaga sempre alla stessa velocità in ogni sistema di riferimento inerziale indipendentemente dalla loro velocitàrelativa
3. si rinunci definitivamente non solo all’ idea di spazio ma anche a quella di tempo assoluto
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La velocità della luce è costante ?
Il valore di c è circa 30 centimetri per nanosecondo, precisamente
c = 299 792 458 metri per secondo
Tutti gli osservatori misurano la stesso valore per la velocità della luce!
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La relatività generale la forza di gravità non esiste
ciò che esiste è lo spazio-tempo curvo in presenza di materia-
energia
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Il Principio di Equivalenza
Il Principio di Equivalenza afferma che la massa inerziale di un corpo èuguale a quella gravitazionale
mi = mg
indipendentemente dalla loro composizione chimica e struttura fisica; fatto questo già osservato da Galileo Galilei e verificato nei primi decenni del secolo corso dal fisico ungherese Eötvos.
Eötvos il fisico ungherese che per primo verificò l’uguaglianza tra massa inerziale e massa gravitazionale
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Il Principio di Equivalenza verificato sulla Luna
animazione
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La curvatura dello spazio-tempo I
Supponiamo, per meglio rappresentare l'effetto della gravità, che la superficie sia di gomma e vi appoggiamo sopra una sfera di piombo.
Il peso della sfera (che simula l' effetto della gravità) fa sì che essa affondi incurvando e deformando la superficie
L'avvallamento prodotto si fa sempre meno profondo mano a mano che cresce la distanza dalla sfera, finché ogni segno di depressione scompare.
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La curvatura dello spazio-tempo IISe una pallina leggera vi transita vicino essa non solo devia dalla sua traiettoria rettilinea ma può finire anche con il cadere nella buca in fondo alla quale si trova la sfera stessa, proprio come se quest'ultima l' avesse attratta.
Al limite se la sfera è molto massiccia e la buca quindi risulta molto profonda la pallina non esce più !
Se invece la buca è poco profonda oppure la velocità della pallina abbastanza elevata essa esce dalla buca allontanandosi però lungo un direzione diversa da quella originale.
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La verifica di Eddington della deflessione della luce
Il telegramma con cui Eddington annunciò ad Einstein la verifica della deflessione della luce da parte del Sole.
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La precessione del perielio di Mercurio
5557,0 “ per secoloTotale altri pianeti
5599,0 “ per secoloAvanzamento osservato
42,7 “ per secoloDiscrepanza osservata
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Il pulsar binario
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I due settori principali di applicazione della Relatività Generale sono:
1) la cosmologia (Big Bang)
2) lo studio delle condizioni di gravità estreme stelle collassate e Buchi Neri
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Il Big Bang e l’evoluzione dell’universo
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Fatti separati dalle opinioni …(modelli, teorie …)
La luce e l’informazione
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Lo spettro visibile ...ed oltre
... ... una piccola parte dello spettro elettromagnetico
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Unità AstronomicaDistanza Terra - Sole
149 597 870 km
Le distanze dei pianeti
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Unità di misura delle distanze delle stelle L’anno luce
L’anno luce è la distanza che la luce percorre, alla velocità di 299793 km/sec in un anno
1 a.l~ 299793 x 365,265 x 24 x 3600
~ 9 460,730472580 miliardi di km
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~ 1 U.A.=149 500 000 km 8,32 minuti-luce
Terra
Plutone
~39 U.A.=5 906 000 000 km 5,3 ore-luce
Distanze planetarie
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Distanze e dimensioni - la Via Lattea
Braccio del Cigno
Braccio di Perseo Braccio di
Orione
Braccio del Sagittario
Braccio dello Scudo
Sole
Braccio della Squadra
27 700 a.l.
50 000 a.l.
M Galassia=1012 M ๏
2000 a.l. spessore
Unità di misura delle distanze
1 anno luce ~ 63 235 U.A.
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Fatti separati dalle opinioni …(modelli, teorie …)
Le Galassiedistanze e dimensioni
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La scala delle distanze Luminosità assoluta ed apparente
animazione
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La scala delle distanze Le candele campione Le variabili Cefeidi
Le variabili Cefeidi sono stelle pulsanti con periodi che vanno da 2 a 40 giorni.
animazione
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Le variabili Cefeidi nelle galassie esterne
Alcune cefeidi in NGC 4603
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Le distanze intergalattiche M31 la galassia di Andromeda
Distanza = 2,2 milioni di anni luce
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La scala delle distanze Le candele campione Le Supernovae di tipo I
Supernova in M96
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Fatti separati dalle opinioni …(modelli, teorie …)
Il problema delle età
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La scala dei tempi
Al fine di misurare l'età del Sistema solare si utilizzano degli "orologi" a lungo termine derivati dal decadimento di alcune specie fisiche.
Le misure fatte con questi elementi radioattivi su campioni di meteoriti mostrano che l'età del Sistema solare è 4,55 miliardi di anni.
Per gli Ammassi Globulari si utilizza l’evoluzione stellare
Ad esempio si ricava per M55 una stima dell’età di circa:
14 ± 1,2 miliardi di anni
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Fatti separati dalle opinioni …(modelli, teorie …)
L’espansione dell’universo
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Effetto Doppler-onde sonore
Onde sonore
Se siamo fermi ad un passaggio a livello ed un treno viene verso di noi fischiando ascoltiamo un suono che sia fa sempre piùacuto in avvicinamentomentre diventa sempre piùgrave in allontanamento.
L’effetto Doppler si ha con tutti i moti ondulatori, sia quelli di propagazione delle onde sonore nell’aria che quelli di propagazione delle onde luminose nel vuoto
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Effetto Doppler-onde LuminoseNel caso della “luce” emessa da un corpo celeste
se questi si avvicina essa appare, all’osservatore terrestre, come “piùacuta” cioè di frequenza più elevata e quindi “blu”
se invece si allontana essa appare di frequenza “più bassa” e quindi “rossa”.
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Red-Shift (spostamento verso il rosso) e galassie
A sinistra: le immagini delle galassie
A destra: gli “spettri” delle galassie con la riga H e K del calcio che si sposta sistematicamente verso il rosso (lunghezze di onda maggiori)
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L’universo in espansione1929E.P.Hubblescopre la relazione tra velocità radiale delle galassie e la loro distanza:V = H · distanza
primo indizio di un’espansione collettiva dell’universo.
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Costante di Hubble-Tempo di Hubble
10,29Aaronson 198095±4
19,56Sandage197150
10,86Tully199390±10
9,78De Vaucouleres
1979100
Età in miliardi di anniAutoreAnnoH0 (km/sec)/MpcCorte distanze
14,59Reiss et al199567 ±7
17,78Sandage e Tamman199555 ±7
14,59Van den Berg198967 ±8
16,86Sandage199658 ±4
t H in miliardi di anni=977,8H 0AutoreAnnoH0 (km/sec)/MpcLunghe distanze
11,24Pierce199487 ±7
1,845Hubble1929530
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Più lontano più giovane o più vecchio ?La luce e l’archeologia astronomica
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Distanze e tempi- Più lontano, più indietro nel tempo
Più si guarda lontano, come distanza spaziale, più in realtà si esplora l’universo indietro nel tempo.
Evoluzione di una galassia ellittica
Oggi 5 miliardi 9 miliardi 12 miliardi di anni fa
Oggi 5 miliardi 9 miliardi 12 miliardi di anni fa
Evoluzione di una galassia a spirale
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Lontano: ammassi e superammasi La struttura dell’universo su grande scala
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Survey 2-Mass IR
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La distribuzione ed i moti delle galassie
animazioni
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La cosmologia e la struttura dell’universo Interpretazioni e modelli
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L’espansione dell’universo
Alla base della Cosmologia moderna sta il dato osservativo che “le galassie si allontanano da noi con una velocità di fuga che è tanto maggiore quanto più sono lontane” secondo la legge di Hubble
Vr = c · z = H0 · d
“brevi” λ “”lunghe” λ
Interpretazione
Allontanamento delle galassie dovuto all’espansione dello spazio
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Omogeneità ed isotropia dell’universo
Omogeneità = da qualsiasi parte si osservi la distribuzione delle galassie nell’universo non si notano “in media” delle differenzeIsotropia = in qualunque direzioni si osservino le galassie non si trova alcuna particolare asimmetria.
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Il Principio Cosmologico
Il Principio Cosmologico afferma che : “l’universo presenta lo stesso aspetto da ovunque lo si guardi”. Valgono cioè le ipotesi di Omogeneità ed Isotropia.
L’universo è una sfera infinita con il centro in
ogni dove e la circonferenza in nessun luogo
(Pascal)
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La distribuzione delle galassie materia visibile
Le galassie tendono a raggrupparsi in strutture sempre più complesse dette “Ammassi di Galassie” fra cui si frappongono regioni (“Vuoti”) in cui non “appare” materia luminosa ?Ma come è possibile ritenere l’universo isotropo ed omogeneo quando osserviamo intorno a noi le galassie la cui distribuzione è indice di disomogeneità ed anisotropia ?
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Fatti separati dalle opinioni …(modelli, teorie …)
L’origine dell’universo
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La Radiazione Cosmica di Fondo
Nel 1965 Penzias e Wilson dei “Bell Laboratories” stavano provando un rivelatore alle microonde molto sensibile per lo studio dei disturbi alle comunicazioni radio. Essi si accorsero che il loro strumento raccoglieva sempre una quantità di “rumore” che non riuscivano ad eliminare.Inoltre questo “rumore” era sempre uguale in qualunque direzione puntassero l’antenna e qualunque giorno dell’anno facessero le misure.
L’antenna con cui Penzias e Wilsonosservarono per primi la radiazione di fondo
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La Radiazione Cosmica di Fondo-COBE
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Il Principio Cosmologico e la Radiazione Cosmica di Fondo
Esiste però un indicatore della omogeneità ed isotropia a “grande scala” la Radiazione Cosmica di Fondo !
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Fin dove possiamo vedere ??Troppo buio – troppa luce
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Uno sguardo oltre “l’orizzonte opaco”la nucleosintesi primordiale
Per tempi 1 secondo < t < 3 minuti. I protoni ed i neutroni si “fondono” tra loro dando luogo a:• al Deuterio [ 2 H ], all’Elio 3 [ 3 He ], all’Elio 4 [ 4 He ], al Litio [ 7 Li] A questo punto si sono formati gli elementi “leggeri” tramite la nucleosintesi primordiale mentre si hanno solo tracce degli elementi pesanti che verranno formati nelle stelle in seguito ai processi di fusione termonucleare che avverranno nel loro interno.
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Le opinioni …(modelli, teorie …)Il Modello Standard
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Big Bang Big Bang
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L’universo caldo del Big Bang
Georges Lemaître per primo suggerì, nel 1931, che l'intero universo potesse essere nato a partire da un atomo primordiale.
Nel 1949, nel corso di un popolare programma radiofonico della BBC, l'ipotesi di un'origine dell'universo fu battezzata sprezzantemente "idea del Big Bang" dall'astrofisico inglese Fred Hoyle.
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Il Modello (cosmologico) Standard• Per costruire un modello
cosmologico completo ed autoconsistente è necessario far riferimento alla teoria della Relatività Generale di Einstein il modello comunemente accettato ha le seguenti caratteristiche:
• È nato dal “Big Bang” circa 14,7 miliardi di anni fa
• Dopo circa 3 minuti si formano gli elementi primordiali (H, He, Li)
• Dopo circa 380000 anni la radiazione si disaccoppia dalla materia e si formano le galassie
• Ha tre possibilità di evoluzione futura definite dalle soluzioni di Friedmann
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Modelli cosmologici relativistici
Le osservazioni mostrano che lo spazio sta espandendosi.
animazione
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La geometria dell’universo
Le proprietà delle fluttuazioni della radiazione cosmica difondo sono consistenti con un universo piatto, che haesattamente la densità critica, dunque infinito.
Ma non escludono neppure un universo con densitàleggermente superiore a quella critica, dunque finito…
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Le osservazioni recenti delle SN di tipo Ia
Queste osservazioni appaiono quindi in accordo con un modello di un Universo in cui il ritmo di espansione non rimane costante nel tempo.
E’ affermata la possibilità di un espansione accelerata dell‘universo
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L’universo ci ha ripensato?
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Il destino dell’universo e l’energia oscura
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Rosso:
massa visibile delle galassie
Blu:
simulazione della materia oscura
La materia oscura e l’ammasso di galassie CL 0024+1654
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Energia e materia oscura nell’universo
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Fino ad un secondo possiamo “vedere”anche se non direttamente !
ma prima ?Fino a quando ci possiamo spingere ?
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All’origine del tutto
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La grande Inflazione
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Lontano in distanza a ritroso nel tempo
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Universo o Multiverso ?
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I buchi neri e gravità
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Distanze tipiche di applicazione della relativitàgenerale
Sulla Terra ~ 12 000 km
Nel sistema solare ~ 149 000 000 km
Nella Galassia ~ 100 000 anni luce
Nell’Ammasso Locale ~ 2 000 000 di anni luce
Nel Super-ammasso della Vergine ~ 150 000 000 anni luce
Nell’ Universo ~ 14,7 miliardi anni luce
N.B. 1 anno luce = 1 al = ~9 460 miliardi di km
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Stelle oscure newtoniane
Velocità di fuga dalla superficie terrestre: 11 km/s
Se concentriamo la massa entro un raggio critico,la velocità di fuga diventa superiore a quella della luce.
Abbiamo una “dark star”.
…supposing a light to be attracted by the same force in proportion to its inertial mass, with other bodies, all light emitted from such a body would be made to return towards it by its own proper gravity (John Mitchell, 1784)
Nel 1796 anche Laplace menziona questa possibilità.
A parità di massa, minore è il raggio e maggiore è la velocità di fuga
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Nel 1916 l’astrofisico Karl Schwarzschild trova per primo una soluzione alle equazioni della relatività di Einstein per un oggetto sferico, statico e immerso in uno spazio vuoto. Se l’oggetto è concentrato entro un raggio critico, allora nulla, neanche la luce, può più uscirne.
Raggio di Schwarzschild
La soluzione di Schwarzschild
Karl Schwarzschild (1873-1916)
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I Buchi Neri
Nel 1967, J.A. Wheeler li battezza Buchi Neri
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Deviazione dei raggi di luce
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Visto da un osservatore esterno, il tempo di caduta sull’orizzonte di un buco nero è infinito.
Un osservatore che cade in un buco nero misura invece un tempo finito di caduta nella singolarità.
Caduta in un buco nero
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Vicino all’orizzonte degli eventi, le forze di marea diventano fortissime (se il buco nero non è supermassiccio)
SPAGHETTIFICAZIONE
Attenzione alle forze di marea!
E’ meglio cadere in un buco nero molto grosso (di miliardi di masse solari) chein uno “piccolo” di poche masse solari.
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Buco nero in rotazione
Si può entrare e uscire dall’ergosfera di un buco nero rotante
Nell’ergosfera è impossibile seguire una traiettoria radiale diretta verso il buco nero: lo spazio-tempo è trascinato dal moto di rotazione.
Tutta l’energia associata alla rotazione di un buco nero si trova immagazzinata nell’ergosfera e può dunque essere estratta.
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I buchi neri esistono in Natura?
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Chandrasekhar dimostrò che esiste un limite superiore (1,4 masse solari) per l’esistenza di una nana bianca; al di sopra il collasso è inevitabile.Questo sembrava impossibile all’autorità dell’epoca, Arthur Eddington:“penso ci dovrebbe essere una legge di natura che impedisca ad una stella di comportarsi in questo modo assurdo” (1935)
Sir Arthur Eddington (1882-1944) Subrahmanyan Chandrasekhar (1910-1995)
Il limite di Chandrasekhar
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Oggetti collassati: Nane Bianche e stelle di neutroni
Densità: 5.4 g/cm3
Terra Densità: 5,4 gr/cm3
Nana BiancaDensità: 106 gr/cm3
Stella di NeutroniDensità: 1015 gr/cm3
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Stelle di neutroni e buchi neri
Densità: 1015 gr/cm3
Densità di un Buco Nero con la massa del Sole 10 16
gr/cm3
Densità di un Buco Nero un miliardo di volte più massiccio
del Sole 0.01 gr/cm 3
98
Come trovare un buco nero?
99
I buchi neri si manifestano indirettamenteattraverso gli effetti indotti sull’ambienteche li circonda dalla loro estrema gravità.
L’accrescimento di gas porta a un’intensa emissione di radiazione vicino al buco nero.
I buchi neri interagiscono con l’ambiente
100
Sistema binario a
8000 anni-luce
dalla Terra
Cygnus X-1-un Buco Nero stellare
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Buchi neri supermassicci
102
Il disco di accrescimento è gas molto caldo: avvicinandosi all’orizzonte del buco nero viene emessa radiazione sempre più energetica, fino all’X e al gamma.I getti sono un plasma di particelle che procedono a velocità relativistiche.
Buchi neri giganti-Nuclei di galassie attive
103
104
La fine della Galassia
A causa degli incontri ravvicinati, il 90% delle stelle sarà espulso dalla Galassia, e il restante 10% sarà inghiottito dal gigantesco buco nero centrale…
TEMPO CARATTERISTICO: 1019 anni (10 miliardi di miliardi di anni)
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La fine dei sistemi di galassie
Anche le galassie negli ammassi tendono a formare un buco nero centrale. Per il nostro Gruppo Locale questo avverrà fra 1012 anni(mille miliardi di anni).
Un ammasso ricco formerà un buco nero di cento miliardi di masse solari, con un raggio di 300 miliardi di chilometri (una settimana-luce).
TEMPO CARATTERISTICO:1027 anni (un miliardo di miliardi di miliardi di anni).
106
Buco nero in ammasso globulare
animazione
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Buco nero descrizione geometrica
animazione
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Effetto mareale di un Buco Nero
animazione
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I buchi neri evaporano (Hawking 1975)
TEMPO CARATTERISTICO:1064 anni per un buco nero con la massa del Sole.
1098 anni per un buco nero galattico.
La grande scoperta di S. Hawking
Il primo e per ora unico calcolo di
Gravità quantistica
Gravità-quanti-entropia
110
La presentazione è terminata
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