Salve a tutti!! Avrei un problemino...

From: Sapiente <sapiente1987a_at_yahoo.it>
Date: 1999/09/06

Ciao a tutti, mi chiamo Dario e sono nuovo (ho scoperto gli NG da due giorni
:).
Sono uno studente liceale con la passione per l'astrofisica e la cosmologia.
Poich� non ho ancora gli strumenti matematici per studiare approfonditamente
elementi di fisica (devo ancora fare integrali, calcolo differenziale,
derivate, limiti, infiniti, trigonometria...), mi permetto di chiedervi una
cosa che non mi torna.

Per farvi meglio comprendere ci� che � per me un grande quesito, vi chiedo
di seguirmi in questo ragionamento.
Il primo fattore da considerare � la natura del cosmo. Dallo studio delle
sue propriet� le teorie cosmologiche prevedono 3 tipi differenti di universi
(anche se in realt� dall'osservazione delle Supernovae di tipo Ia parrebbe
che l'accelerazione dell'universo stia aumentando, fatto questo
che rivoluzionerebbe la prospettiva del big bang!): il primo � un universo,
"aperto", in cui la densit� della materia � tale (e quindi minore di un dato
valore critico) da non permettere una decelerazione della sua espansione. E'
quindi possibile affermare che questo modello prevede un universo, forse non
termodinamicamente, ma almeno temporalmente eterno.
Una seconda teoria cosmica, quella denominata "dell'universo piatto",
ipotizza che la densit� della materia sia tale da poter decelerare
l'espansione del cosmo ma non sufficiente da eguagliarla a zero.
L'ultimo modello � quello di un universo chiuso: in questo caso la densit�
della materia � tale da invertire il processo di espansione provocando, di
fatto, una condizione simmetrica al big bang denominata big crunch.
Il modello maggiormente confermato � per� il primo.
Consideriamo ora il modello dei buchi neri, o meglio, la descrizione della
deformazione temporale che provocano.
Immaginiamo che esistano due astronauti disposti a sacrificare la propria
vita per il progresso scientifico, e ipotizziamo anche che essi siano
soggetti all'attrazione gravitazionale di una massa ma (...e vi chiedo qui
di astrarre!) che non risentano della differenza di potenziale
gravitazionale della forza che agisce sulla testa e di quella che agisce sui
piedi. Poniamo dunque il primo all'esterno dell'orizzonte degli eventi di un
buco nero e ipotizziamo che esso si trovi in uno stato di quiete
relativamente al buco nero stesso; il secondo osservatore, invece, sta
cadendo dritto dentro l'orizzonte degli eventi. Cosa succeder�? Man mano che
l'osservatore in caduta si avviciner� all'orizzonte del buco nero, per
effetto della forza di gravit� che � tanto pi� forte quanto minore � la
distanza dal centro di massa, verr� visto dall'astronauta in quiete sempre
pi� spostato verso il rosso a causa del redshift che rallenta, o meglio
allunga, gli intervalli tra le creste delle onde elettromagnetiche (anche
se in realt� i fisici preferiscono pensare a fotoni sempre meno energetici):
in altri termini, l'osservatore in quiete vedr� rallentare sempre di pi�,
relativamente al proprio, il tempo del collega in quanto, poich� la velocit�
della luce deve rimanere costante per tutti gli osservatori, aumenter�
l'intervallo di tempo tra l'arrivo di un fotone e il successivo,
quest'ultimo appunto sempre meno energetico. Questa situazione, per�, si
manterr� solo finch� l'osservatore in caduta non raggiunger�
l'orizzonte degli eventi del buco nero: quando ci� accadr� l'osservatore in
quiete vedr� sparire il suo collega senza pertanto vederlo giungere alla
singolarit�.
Ma la stessa situazione, considerata nella prospettiva dell'astronauta in
caduta nel buco nero, � inversa. L'astronauta, non solo vedr� superer�
l'orizzonte degli eventi, ma impiegher� un tempo pari a circa 7ms, o
generalizzando, un tempo X per arrivare alla singolarit� (questo numero
viene proposto dal libro "Dal big bang ai buchi neri" di S. Hawking e da
altri come media di buchi neri di massa differente).Man mano che si
avviciner� alla singolarit�, l'astronauta in caduta vedr� i fotoni
provenienti dall'esterno giungere sempre pi� rapidamente, tanto pi�
rapidamente quanto pi� si avviciner� alla stessa. Evidentemente, al
contrario del caso su esposto, il tempo di colui che cade, relativamente
all'osservatore esterno, e a tutti gli eventi che accadono al di fuori
dell'orizzonte del buco nero, accelererebbe. Quanto pi� si avviciner� alla
singolarit�, tanto pi� rapidamente vedr� i fatti accaduti all'esterno. NEL
MOMENTO STESSO IN CUI GIUNGERA' ALLA SINGOLARITA' VEDRA' LA FINE
DELL'UNIVERSO.
MA SE L'UNIVERSO E' ETERNO, come afferma la pi� confermata delle teorie,
L'ASTRONAUTA NON GIUNGERA' ALLA SINGOLARITA' IN UN TEMPO X: EGLI NON
ARRIVERA' MAI!!! proprio perch� l'universo non ha una fine da far coincidere
alla singolarit� in questo senso.
Si impone dunque, seguendo tale ragionamento, una situazione in cui il
modello cosmologico di un Universo aperto e la teoria che descrive il
comportamento di un corpo in prossimit� di un buco nero sono incoerenti.
Evidentemente, ho capito male qualcosa o non tengo conto di elementi
notevolmente vincolanti.


Intanto vi ringrazio,
DARIO
Received on Mon Sep 06 1999 - 00:00:00 CEST