Pruriti Scientifici: buchi neri e forza centrifuga . By Ilia Musco

Nell’appuntamento precedente abbiamo incontrato il concetto di buco nero e abbiamo visto che questo oggetto è il risultato più estremo che si può ottenere con un collasso gravitazionale. Se la massa è sufficientemente grande il collasso da’ origine ad una regione dello spazio-tempo da cui nulla può sfuggire, nemmeno la luce.

Francesco Franz Amato Pruriti Scientifici: buchi neri e forza centrifuga . By Ilia Musco

L’orizzonte degli eventi, come viene chiamato il confine di questa regione di non ritorno, determina la separazione tra due regioni dello spazio.tempo causalmente sconnesse tra di loro. Questo vuol dire che, siccome nulla dalla regione dentro l’orizzonte degli eventi può uscire fuori, nessun evento che accade all’esterno potrà essere causato da qualcosa che avviene all’interno.

Cosa avvenga veramente all’interno di un buco nero nessuno lo sa con certezza. La teoria ci dice che nulla può rimanere in equilibrio nella zona interna, e tutto è destinato a cadere all’interno della singolarità centrale. Non conosciamo però le trasformazioni cui la materia verrebbe sottoposta in tale situazione in quanto nessuno potrà mai tornare indietro per raccontarcelo.

La teoria contempla la possibilità che ciò che entra in buco nero vada ad aumentare semplicemente la sua massa e le sue dimensioni, oppure esca da un’altra parte, finendo in un’altra regione dell’universo o in un altro universo differente dal nostro (il famoso ponte di Einstein-Rosen che si può vedere in figura). Si ha il così detto wormhole, cioè un buco nero collegato ad un buco bianco che, contrariamente al suo compagno, emette invece di assorbire.

L’idea può sembrare allettante da un punto di vista fantascientifico per viaggiare in luoghi sconosciuti, ma è inutile farsi facili illusioni. La forza di gravità nelle vicinanze di un buco nero è così forte da sbriciolare ogni possibile corpo materiale che vi si avvicini, ben prima di attraversare l’orizzonte degli eventi.

Studiando le equazioni di Einstein si scopre che nella regione compresa tra l’orizzonte degli eventi e una distanza pari a 1,5 volte il Raggio di Schwarzshild, lo spazio-tempo è così piegato da stravolgere apparentemente la dinamica  di alcuni fenomeni comuni.

Francesco Franz Amato Pruriti Scientifici: buchi neri e forza centrifuga . By Ilia Musco

Accade per esempio che la forza centrifuga, per definizione rivolta verso l’esterno rispetto al centro del moto, cambia direzione, rivolgendosi verso l’interno. Un corpo che dovesse transitare in questa regione si troverebbe cioè a sentire non solo l’attrazione gravitazionale alla quale cercherebbe di sfuggire con la sua velocità ma anche un attrazione supplementare legata al ribaltamento della forza centrifuga che in questo caso diventa forza centripeta.

La spiegazione di questo fenomeno apparentemente paradossale si ottiene utilizzando la geometria ottica, secondo cui l’interpretazione dei fenomeni avviene in base al comportamento dei raggi luminosi e non in base alla struttura geometrica intrinseca dello spazio tempo. Questo approccio  parte dal fatto che i raggi luminosi si muovono sempre secondo il cammino più breve possibile, detto “geodetica”, muovendosi lungo il quale non si percepisce alcuna forza centrifuga o centripeta.

Nella realtà quotidiana, per osservazione intuitiva, è facile capire che questo avviene quando ci si muove in linea retta. Ma appena si devia da questa traiettoria facendo anche una minima curva, qualunque osservatore in movimento percepirà una forza centrifuga che tende appunto a portarlo in “fuga” dal centro.

Siccome la gravità però ha l’effetto di “piegare” lo spazio tempo, anche le geodetiche sono delle linee curve in presenza di un campo gravitazionale (come si può vedere dalle linee rosse tracciate in figura), e seguendo il principio della geometria ottica, le traiettorie dei fasci di luce, anche se curve, all’osservatore che le percorre appariranno diritte e gli effetti del moto che egli osserva sono quelli che nella nostra realtà osserviamo muovendoci lungo linee rette. Muovendosi quindi lungo delle traiettorie geodetiche, indipendentemente dalla loro curvatura intrinseca, non si percepisce alcuna forza centrifuga.

Il verso della forza centrifuga dipende quindi dalla curvatura della traiettoria così come viene osservata dall’osservatore che la percorre. Succede quindi che in prossimità di un buco nero ciò che per un osservatore esterno lontano appare come l’interno della regione, sia invece percepito come l’esterno dall’osservatore in moto in quella regione.

Da un certo punto di vista lo spazio tempo in prossimità di un buco nero è rivoltato come un guanto: l’interno si comporta come l’esterno e viceversa, sovvertendo completamente il comportamento intuitivo delle più elementari leggi del moto.

Francesco Franz Amato Pruriti Scientifici: buchi neri e forza centrifuga . By Ilia Musco

Il paradosso del ribaltamento della forza centrifuga quindi è solo apparente perché considerato dal punto di vista di un osservatore esterno, ma tale non è invece per l’osservatore in moto che percepisce il fenomeno.

In altre parole, seguendo i comportamenti del moto in base alla geometria ottica e accettando l’idea che la realtà è determinata nei suoi comportamenti da come la percepiamo, tutto acquista un senso in quanto è il comportamento dei fasci di luce, la più pura forma d’energia che possiamo osservare nella realtà fisica, a dirci come percepiamo la realtà, indipendentemente dalla curvatura intrinseca dello spazio tempo.

Un esempio forse un po’ complesso per mostrare come la realtà e le sue leggi non sono così assolute come ci potremmo aspettare dal nostro punto di vista, per quanto diffuso e accettato, ma sono invece semplicemente relative, soggettive, dipendenti cioè dal punto di vista dell’osservatore, il quale in un certo senso crea la propria realtà.

5 risposte a Pruriti Scientifici: buchi neri e forza centrifuga . By Ilia Musco

Commenta con il tuo nome Facebook

Lascia un Commento

L'indirizzo email non verrà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

Newsletter:

Cosa aspetti... una pacca sulla spalla? Iscriviti! Metti la tua mail e clicca su submit. Io non faccio spam!

Testi pubblicati

La Magia del Cuore.

La Magia del Cuore

- Saggio -

Una sintesi di un cammino di ricerca interiore con suggerimenti, tecniche e metodiche per lo sviluppo personale.


Kesa
Alla fine della solitudine.

Kesa Alla fine della solitudine

- Romanzo -

Una storia dolce e intensa, ambientata in una Milano moderna, ma che spesso ritorna ai ricordi di altre vite vissute da Mira, in tempi antichi in cui straordinari poteri le consentivano di influire sul destino di interi popoli. Una trama avvincente che guida il lettore con dolcezza in una dimensione spirituale di amore, passione e sacrificio, sullo sfondo del percorso interiore di un essere eccezionale.

Professionals

Catherine Bellwald

Fisiatra, Agopuntrice, Esperta in Medicina Tradizionale Cinese

Istruzioni d’uso del blog
Leggi prima di sparare cazzate! Leggi prima, poi spari cazzate
Articoli random

Buona serata: con Stefan Grossman in The Assassination of John Farley

Mississipi delta blues, eseguito da uno dei maestri del fingerpicking, Stefan Grossman. Buona serata da Franz’s Blog!