Buchi neri     A cura di:Antonella Capurso  Morena Curci Arianna De BellisDaniela Ventaglini
RELATIVITA’ GENERALE
CURVATURA DELLO SPAZIO            Singolarità di Schwarzchild
..la formazione..Verso il termine del proprio ciclo vitale nel nucleo della stella siarrestano le reazioni nucleari. La fo...
STELLE PIU’ GRANDI DEL LIMITE DICHANDRASEKHAR(1.4 volte superiore lamassa solare)-Le reazioni possono arrivare possonoarri...
Buco nerodi SchwarzschildÈ la soluzione più semplice, inquanto riguarda oggetti nonrotanti e privi di caricaelettrica, ma ...
Buco nero di KerrDeriva da oggetti rotanti e prividi carica elettrica, caso chepresumibilmente corrispondealla situazione ...
Buco nero di Kerr-NewmanRiguarda la situazione in cui si ha siarotazione che carica elettrica, ed è lasoluzione più genera...
Mettendo in dubbio l’esistenza dei buchi nerisi sono formulate una serie di IPOTESI          Stelle nereALTERNATIVESTELLE ...
PONTI SI EINSTEIN-ROSENAnche detti WORMHOLE sarebberouna sorta di scorciatoia da un puntodell’universo ad un altro che per...
Non tutti i wormhole sarebbero attraversabili perché bisognerebbe introdurre un concettopuramente teorico quale quello del...
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Buchi neri

  1. 1. Buchi neri A cura di:Antonella Capurso Morena Curci Arianna De BellisDaniela Ventaglini
  2. 2. RELATIVITA’ GENERALE
  3. 3. CURVATURA DELLO SPAZIO Singolarità di Schwarzchild
  4. 4. ..la formazione..Verso il termine del proprio ciclo vitale nel nucleo della stella siarrestano le reazioni nucleari. La forza gravitazionale, che primaera in equilibrio con la pressione generata dalle reazioni di fusionenucleare, prevale e comprime la massa della stella verso il suocentro. Quando la densità diventa sufficientemente elevata puòinnescarsi la fusione nucleare dell’elio, in seguito alla quale c’è laproduzione di litio, azoto e altri elementi. Durante questa fase lastella si espande e si contrae violentemente più volte, espellendoparte della propria massa. In seguito le reazioni cambiano aseconda delle differenti grandezze delle stelle. Si fermano ad un certo punto e si spengono, raffreddandosi e contraendosi lentamente, attraversano lo stadio di nana bianca (stella con scarsa luminosità ma con densità elevata) e nel corso di milioni di anni diventano una sorta di gigantesco pianeta STELLE PIU’ PICCOLE Se compresse da una gigantesca forza esterna potrebbero in teoria collassare e generare un orizzonte degli eventi molto piccolo. (Questa ipotesi è ancora completamente speculativa e non ci sono indizi che buchi neri di questo tipo esistano)
  5. 5. STELLE PIU’ GRANDI DEL LIMITE DICHANDRASEKHAR(1.4 volte superiore lamassa solare)-Le reazioni possono arrivare possonoarrivare fino alla sintesi del ferro- il nucleo della stella diventa una massainerte di ferro e non presentando piùreazioni nucleari non c’è più nulla in gradodi opporsi al collasso gravitazionale- la stella subisce una contrazionefortissima, che fa entrare in gioco lapressione di degenerazione-la pressione di degenerazione arresta ilprocesso di contrazione e potrebbeprovocare una gigantescaesplosione,durante la quale quel che restadella stella espelle gran parte della propriamassa che si disperde nell’universocircostante-se la sua massa è abbastanza piccola da SE LA STELLA SUPERA LE TRE MASSI SOLARI..permettere alla pressione di Niente può contrastare la forza gravitazionale quindi ladegenerazione di contrastare la forza di densità della stella morente, ormai diventata un buco nero,gravità si arriva ad una situazione di raggiunge velocemente valori tali da creare un campoequilibrio: si forma una stella di neutroni. gravitazionale talmente intenso da non permettere a nulla di-la stella di neutroni può rubare massa alla sfuggire alla sua attrazione, neppure alla luce.sua vicina fino a superare la massa diChandrasekhar e collassare
  6. 6. Buco nerodi SchwarzschildÈ la soluzione più semplice, inquanto riguarda oggetti nonrotanti e privi di caricaelettrica, ma è anchepiuttosto improbabile nellarealtà, poiché un oggettodotato anche di una minimarotazione, una volta contrattoin buco nero deve aumentareenormemente la sua velocitàangolare in virtù del principiodi conservazionedel momento angolare.
  7. 7. Buco nero di KerrDeriva da oggetti rotanti e prividi carica elettrica, caso chepresumibilmente corrispondealla situazione reale. Buco nerorisultante dal collasso di unastella in rotazione nel quale lasingolarità non è più un punto,ma, a causa della rotazione,assume la forma di un anello.Per questa ragione siformeranno non uno ma dueorizzonti degli eventi distinti. Larotazione del buco nero fa si chesi formi la cosiddetta ergo sfera.Questa è la zonaimmediatamente circostanteallorizzonte esterno causatadallintenso campogravitazionale dove lo spazio-tempo oltre ad essere curvato Come si vede la struttura interna di un buco nero rotante è più complessa di quella delentra in rotazione trascinato caso statico e ciò si riflette anche nella forma della singolarità: lì dove vi era un puntodalla rotazione del buco nero privo di dimensioni ara appare un anello piatto che è possibile attraversare! La presenza dicome un gigantesco vortice. un secondo orizzonte degli eventi scherma le regioni tra i due orizzonti degli eventi dagli effetti della singolarità centrale ad anello, per cui anche nel modello di Kerr la singolarità è ben nascosta allinterno del buco nero. Tuttavia nel caso di un aumento del momento angolare, i due orizzonti tendono a convergere fino a scomparire nel caso di un buco nero massimo, rivelando così la singolarità centrale.
  8. 8. Buco nero di Kerr-NewmanRiguarda la situazione in cui si ha siarotazione che carica elettrica, ed è lasoluzione più generale. Si noti che intale situazione lo spazio tempo nonsarà asintoticamente piatto, a causadella presenza del campoelettromagnetico. Buco nero di Reissner- Nordström È il caso di un buco nero dotato di carica elettrica ma non rotante. Valgono le stesse considerazioni fatte sul buco nero di Kerr- Newman a proposito del comportamento asintotico.
  9. 9. Mettendo in dubbio l’esistenza dei buchi nerisi sono formulate una serie di IPOTESI Stelle nereALTERNATIVESTELLE NERE - Esse sarebbero corpimolto densi come buchi neri ma prividi orizzonte degli eventi. Con questaipotesi non si giungerebbe ai paradossitipici della prima (come la perdita diinformazioni).GRAVASTAR - Nel 2005 Chapline neparlò per la prima volta: questa teoriaafferma che quando un oggetto vaincontro ad un collasso gravitazionale,nella regione di spazio in cui si trova sigenera una singolarità nello spaziotempo.FUZZBALL - Nel 2002 Mathur ipotizzache esista una regione di spazio in cuimateria e radiazione possono risultareintrappolati (come per i buchi neri) mal’orizzonte degli eventi non sarebbeuna superficie in senso classico.
  10. 10. PONTI SI EINSTEIN-ROSENAnche detti WORMHOLE sarebberouna sorta di scorciatoia da un puntodell’universo ad un altro che permettadi viaggiare più velocemente di unraggio di luce che attraversi lo spazionormale. Il primo a parlarne fu Flammnel 1916 che propose una quartadimensione spaziale che abbreviassele distanze e i tempi del viaggio. modificando anche il tempoPer capirne meglio il concetto si Intra-universo: connettono due puntiimmagini lo spazio come una mela… dello stesso universo in un minor tempo attraverso un tunnel gravitazionale È possibile distinguere sostanzialmente due differenti tipi di cunicoli spazio-tempo Inter-universo: collegano un universo ad un altro differente. Le possibili applicazioni di questo sono il viaggio tra universi paralleli o il viaggio nel tempo
  11. 11. Non tutti i wormhole sarebbero attraversabili perché bisognerebbe introdurre un concettopuramente teorico quale quello della materia esotica (formata da particelle che decadono pocodopo la loro produzione).Per questi motivi la possibilità fisica di queste soluzioni è incerta in quanto la teoria della gravitàquantistica non ne permetterebbe l’esistenza.Inoltre l’esistenza empirica viene ulteriormente messa in dubbio dai numerosi paradossi implicatidai possibili viaggi nel tempo: -paradosso del nonno; paradosso dello scrittore

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