{"id":1770,"date":"-0001-11-30T00:00:00","date_gmt":"-0001-11-29T23:10:04","guid":{"rendered":""},"modified":"-0001-11-30T00:00:00","modified_gmt":"-0001-11-29T22:00:00","slug":"1770","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/1770\/","title":{"rendered":"A) Da molto tempo sto cercando di conoscere senza esito, che valore ha il pi\u00f9 intenso campo gravitazionale del pi\u00f9 denso buco nero; e se esiste un limite teorico. Cosa succederebbe se due ipotetici buchi neri di massima densit\u00e0 cadono l’uno su l’altro, si avvicinerebbero alla velocit\u00e0 della luce?\r\nSe si, ci sarebbe un ulteriore aumento di massa e quindi di densit\u00e0, si pu\u00f2 innescare un effetto valanga? E con quali risultati?\r\nB) In riferimento alla questione di come un gravitone particella messaggera del campo gravitazionale possa fuggire da un buco nero; potrebbe essere per analogia, almeno in linea teorica, valido ci\u00f2 che accade nell’interazione elettromagnetica? Ossia la particella messagera delle cariche elettriche,si dice sia il fotone (con quali meccanismi sinceramente non mi \u00e8 chiaro) che non interagisce con i campi elettrici stessi essendo il fotone privo di carica.\r\nCos\u00ec il gravitone in qualit\u00e0 di mediatore del campo gravitazionale potrebbe non essere attratto dal campo gravitazionale stesso, magari perch\u00e8 privo realmente di massa? Se cos\u00ec fosse \u00e8 facile immaginare come possa fuggire da un buco nero e perch\u00e9 \u00e8 tanto difficile osservarlo."},"content":{"rendered":"

L’esistenza di enormi
\n buchi neri fu avanzata per la prima volta negli anni
\n 1960, per spiegare le enormi energie messe in gioco da
\n particolari oggetti astronomici chiamati AGN (nuclei
\n galattici attivi).Si collocano in questa categoria
\n oggetti tipo le radiogalassie, le Seyfert, i Blazars.
\n Usando una relazione che mi lega la luminosita’ di una
\n sorgente con la sua massa si e’ arrivati ad ipotizzare un
\n range, relativo a questi oggetti,di 106<\/sup> -1010<\/sup>
\n masse solari ! Gli astrofisici sono convinti che black
\n hole (BH) di questa taglia siano al centro di galassie
\n tipo M31 0 M87.Gli effetti sui corpi in campi
\n gravitazionali forti possono\u00a0 essere studiati solo
\n con la GR; in particolare\u00a0 una particella massiva si
\n muove su un potenziale efficace che \u00a0solo a grandi
\n distanze si riduce al classico potenziale Newtoniano
\n ritrovando cosi le leggi di Keplero e la formula dello
\n scattering di Rutherford.
\n A distanze minori certe approssimazioni non vanno piu’
\n bene e si presentano effetti misurabili. Per darti un
\n termine di paragone considera che \u00a0la deviazione
\n della luce in un campo di massa M e’ data dalla formula<\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0
\n Deviazione = (4GM<\/strong>)\/b<\/strong><\/p>\n

con b<\/strong>= parametro d’urto. Se\u00a0
\n inseriamo i dati riguardanti il sole <\/p>\n

4GM<\/strong>=6km c<\/strong>2<\/sup>, b
\n <\/strong>maggiore del raggio solare quindi circa 0.7*106<\/sup>
\n otteniamo<\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0
\n Deviazione < 10-5<\/sup>
\n \u00a0
\n cioe’ una deviazione piu’ piccola di 2 secondi.Calcoli
\n simili ci portano a valutare la precessione di un’orbita
\n kepleriana che, ad esempio, e’ piccola \u00a0per Mercurio
\n ma gia significativa per la pulsar binaria PSR B1913+16.
\n Questi effetti misuabili si riferiscono a masse milioni
\n di volte inferiori ai BH supermassicci prima visti!
\n Per quanto riguarda la collisione tra due BH c’e’ subito
\n da dire che e’ un argomento molto complicato e\u00a0 di
\n difficile risoluzione.Sebbene la GR non neghi la
\n possibilita’ di scontri tra BH non si deve pensare che
\n questi siano oggetti in grado di girovagare a piacimento
\n per lo spazio addirittura a velocita’ della luce.Una
\n visione pittoresca del processo potrebbe essere
\n questa:abbiamo due BH di definiti parametri e con il
\n proprio orizzonte apparente; cominciano ad interagire tra
\n di loro, si attraggono, si stirano, si deformano; compare
\n un bulge<\/em> e ad un certo punto i due BH si
\n mescolano per formare un unico grande BH con un solo
\n orizzonte (una sola area cioe’). Questo processo e’
\n accompagnato da un rilascio di energia\u00a0 pazzesco che
\n pero’ viene rilasciata lentamente, a poco a poco
\n sottoforma di onde gravitazionali. Esperimenti come VIRGO
\n o LIGO sono stati pensati e sviluppati per
\n “catturare” queste onde. A questo punto sarebbe
\n opportuno passare da una visione pittoresca ad una
\n matematica\u00a0 un po’
\n piu’ significativa;bene, per fare questo e’ necessario
\n risolvere computazionalmente le equazioni di Einstein
\n cioe’ attraverso opportuni programmi fatti girare su
\n computer ultrapotenti (per fare questo e’ stata fondata
\n un’organizazione apposita!) e comunque tutto cio’ e’
\n molto complicato. Bisogna considerare la situazione di
\n partenza e dare al problema le giuste condizioni
\n iniziali; ad esempio il caso di due BH che si scontrano
\n frontalmente e’ diverso dal caso di due BH che si fondono
\n insieme ruotando.
\n A volte e’ possibile trattare il problema lavorando con
\n tecniche perturbative su soluzioni esatte dell’equazione
\n di Einstein in modo da rendere il problema piu’ vicino a
\n condizioni che conosciamo un po’ meglio.\u00a0 Da
\n notare\u00a0 che le soluzioni esatte dell’equazione di
\n Einstein sono solo 4 e dipendono solo da 3 parametri
\n quali massa, momento angolare e carica e che sono
\n 1) BH di massa M scarico e non rotante
\n 2) BH di massa M scarico e rotante
\n 3) BH di massa M carico e non rotante
\n 4) BH di massa M carico e rotante\u00a0\u00a0 <\/p>\n

Negli anni 60 sono stati definiti teoremi che descrivono
\n la termodinamica di
\n questi BH;in particolare sappiamo che: <\/font><\/p>\n

\n <\/div>\n

1)un BH non puo’ mai
\n dividersi per formare due BH\u00a0
\n 2) se due BH(come nel nostro caso) si scontrano, l’area
\n dell’orizzonte\u00a0degli eventi del BH finale sara’
\n maggiore della somma delle aree dei due BH\u00a0di
\n partenza! Assai interessante il risultato che mi da la
\n variazione della \u00a0massa di un BH in seguito ad una
\n variazione di area e di momento angolare.
\n <\/font><\/p>\n

\n Sono risultati splendidi
\n che pero’ mal si adattano al caso di BH che collidono.<\/font>

\n Queste sono situazioni particolari, complicate e
\n soprattutto non stazionarie.<\/font>

\n Ecco perche’ a volte si cerca, quando e’ possibile, di
\n ricondurle a situazioni quasi stazionarie che si
\n avvicinano alle soluzioni esatte prima viste.<\/font>

\n Come ultima cosa vorrei menzionare la soluzione trovata
\n nel 1976 da Nerst che descrive due BH che si allontanano
\n l’uno dall’altro di moto accelerato in un campo magnetico
\n esterno. Poiche’ non c’e’ particella dotata di carica
\n magnetica i due BH non possono essere creati tramite
\n collasso gravitazionale ma vengono creati da un forte
\n campo magnetico esterno, cosi come un forte campo
\n elettromagnetico crea una coppia particella
\n antiparticella. Il processo di collisione tra due BH puo’
\n cosi’ essero visto come un processo di annichilazione
\n cioe’ l’inverso temporale della creazione di coppie nella
\n elettrodinamica quantistica.<\/font>

\n Quest’ultimo esempio potrebbe rafforzare l’idea che campo
\n elettromagnetico e campo gravitazionale siano oggetti
\n simili che possano essere trattati alla stessa maniera e
\n quindi quantizzati alla stessa maniera. Senza dubbio ci
\n sono delle affinita’, ma le differenze sono cosi’ grandi
\n che non e’ possibile<\/font>

\n trattare i due casi con le stesse tecniche .<\/font>

\n Da un punto di vista classico, quando andiamo a
\n linearizzare le equazioni di Einstein troviamo
\n un’equazione\u00a0 che presenta soluzioni simili al caso
\n elettromagnetico (e.m) cioe soluzioni di onde
\n gravitazionali. Ma attenzione, adesso arriva la grossa
\n differenza. Nel caso del campo e.m posso dare a
\n mio\u00a0piacimento i valori della densita’ di carica e
\n il moto delle cariche (stando attento che la carica
\n totale sia conservata )e, tramite questi valori\u00a0da
\n me inseriti arbitrariamente, valutare il campo che
\n generano\u00a0 mediante le equazioni di Maxwell. Nel caso
\n del campo gravitazionale non\u00a0 posso inserire nessun
\n dato arbitrario\u00a0 perche’ le equazioni della materia
\n ( la sorgente del\u00a0campo),che mi dicono come si muove
\n la materia, sono contenute
\n all’interno\u00a0dell’equazione stessa;in poche parole il
\n moto delle masse lo trovo risolvendo\u00a0le equazioni di
\n Einstein e non e’ un dato che fornisco io come nel caso
\n e.m. Risolvendo queste equazioni trovo come la materia si
\n muove ad opera dello spazio-tempo (la geometria) in cui
\n e’ immersa e allo stesso tempo trovo come lo spazio-tempo
\n e’ curvato dalla presenza delle masse.La differenza e’
\n notevole rispetto al caso e.m. Quando andiamo a
\n quantizzare c’e’ poi un grossissimo problema da
\n risolvere. <\/font>

\n Nella teoria quantistica dei campi tramite il
\n procedimento della seconda quantizzazione, si fissa un
\n background, un sistema di riferimento cioe, che teniamo
\n fisso e rispetto a questo operiamo la quantizzazione dei
\n campi.<\/font>

\n Nel caso gravitazionale non e’ possibile tenere fisso
\n alcun background. Il campo che andiamo a quantizzare, (la
\n metrica) contiene il background stesso che\u00a0 cosi
\n diventa un grado dinamico del problema e non piu’uno
\n fisso.<\/font>

\n Questo e’ un grande problema che si e’ cercato di
\n aggirare in molti modi\u00a0nessuno dei quali ancora
\n pienamente soddisfacente.<\/font>

\n Senza la quantizzazione del campo gravitazionale non
\n abbiamo il gravitone e\u00a0quindi non possiamo dire come
\n esso esce da un BH!.<\/font><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

[…]<\/p>\n","protected":false},"author":229,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[49],"tags":[],"class_list":["post-1770","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-gravita"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1770","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/users\/229"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1770"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1770\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1770"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1770"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1770"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}