1° Forum di Astronomia Amatoriale Italiano

Per la rubrica "C'è un astrofisico in sala?" torno con un nuovo quesito.
Fin qui si è discusso di come possano essersi formati i buchi neri supermassicci al centro della galassie.
Oggi ho pensato che la questione potrebbe essere messa in una diversa prospettiva: come le galassie si sono formate intorno ai buchi neri supermassicci.
Se pensiamo ad un universo, in epoca poco successiva al Big Bang, in rapidissima espansione, la questione è come mai la materia non abbia finito col disperdersi uniformemente.
L'immagine mentale che mi sono fatto è quella dell'effetto della gravità di buchi neri supermassicci, preesistenti perché formatisi subito dopo il Big Bang, che trattiene in prossimità la materia barionica e la materia oscura, formando addensamenti che, allontanandosi gli uni dagli altri, diverranno poi galassie.
La domanda, al solito, è se quest'idea sia già stata discussa in articoli o papers.

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Marco Pierfranceschi,
autore dei libri:
- Il cielo ritrovato - guida pratica all'astronomia visuale (manuale)
- Breve guida all'astronomia amatoriale (vademecum)
- Ripensare le città (saggio)
- La Principessa Scimmia (fiaba/fantasy)
...nonché blogger (Mammifero Bipede, su Wordpress)

Non sono certo il fisico che stai cercando ma l'idea che la galassia è un sistema a sé ovvero autorigenerante è estremamente affascinante e spiegherebbe molte cose come la "condensazione" della materia o la illogica longevità ( in relazione alla vita stessa dell'universo) di alcune stelle che superano i 10 miliardi di anni.
Ciao

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Osservo con:
Officina Stellare apo152f8,Northek DK 250 f20,Celestron c9,1/4
Astro professional 152 f6

Praticamente rovesci il problema come un guanto!

Spesso con sistemi simili si risolvono i problemi!

Nel merito: tutto bene se non ci fosse un problema! Come si formano i buchi neri giganti?
Tu dici che si sono formati subito dopo il big bang, ok, ma come?
La spiegazione convenzionale della loro nascita è che da un buco nero di taglia stellare (?)
formatosi nel bulbo (nucleo) galattico per aumento continuo della sua massa a spese della
materia presa dalla galassia circostante (stelle, polveri, gas e tutto quello che gli capita a
tiro) raggiunge jn miliardi di anni i milioni di masse solari che lo contradistinguono.

Se non consideri questa spiegazione, come spieghi la loro nascita?

Ciao.
Roberto Gorelli

P.S.: sono un mancato fisico teorico

Questa era la spiegazione fino a qualche anno fa, ma non regge.
Di fatto si stanno osservando buchi neri supermassicci in galassie molto lontane, quindi molto antiche, quindi i tempi di formazione sono stati relativamente rapidi.
C'è anche il fatto che il meccanismo di accrescimento tradizionale è molto lento, quindi manca ancora un processo in grado di dar vita a buchi neri supermassicci così presto dopo il Big Bang.
È stato ipotizzato un meccanismo diverso dal disco di accrescimento, equivalente al mulinello di un lavandino, che consentirebbe ai SMB (Super Massive Blackholes) di inglobare milioni, se non miliardi, di masse solari in tempi relativamente rapidi, ma io propongo un salto ulteriore. Se i SMB si sono formati nelle primissime fasi dell'espansione dell'Universo, allora è la loro presenza, la loro massa, ad aggregare la materia ed impedire che avvenga una dispersione uniforme. In questo modello le galassie si formano grazie ai SMB, non il contrario. Comincio a ritenere che la fisica che conosciamo ora sia ben diversa da quella che dominava le fasi iniziali dell'Universo (fatto che già la teoria dell'inflazione aveva messo in discussione).

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Marco Pierfranceschi,
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Stop! La Fisica deve essere la stessa!
Le leggi della natura non cambiano col tempo, eventualmente le costanti, come la velocità della luce o l'intensità della forza gravitazionale,
le leggi no!
Semmai c'è da dire che nell'ultimo secolo (ma forse ancor di più nei secoli precedenti) sono cambiate le teorie e il modo di vedere i fenomeni
fisici fatto che lascia sempre attoniti quando lo si vive, quando studiavo fisica questa era parecchio diversa da quella di oggi e sono passati
solo 40 anni, come sarà la Fisica tra mille anni?
Secondo un'estrapolazione proprio di alcune decine di anni fa raggiungeremo o quasi la velocità della luce entro circa 3-400 anni, come?
Si è sempre detto che i viaggi nel tempo sono impossibili, ma sono già anni che si teorizzano modelli secondo i quali in particolari condizioni
essi sono possibili.
Transmat, la macchina per trasferire istantaneamente uomini e oggetti da un punto ad un altro nell'universo: sono in corso esperimenti che dimostrano che è possibile, sono già state trasmesse informazioni fisiche da un laboratorio ad un altro in questo modo, addirittura particelle subatomiche! Ci manca ancora di trasmettere atomi e insiemi di atomo ed è fatta! Oggi non sappiamo ancora come, ma non siamo più al
punto zero.
Tutto questo era pura fantascienza quando andavo all'università, e nel 2100?
Ciao.
Roberto Gorelli

Mmmmh, si e no.
Secondo la fisica degli stati emergenti (https://it.wikipedia.org/wiki/Comportamento_emergente), le modalità di comportamento della materia dipendono dalle condizioni di contorno. In condizioni molto differenti possono manifestarsi comportamenti diversi, che al di fuori di quelle condizioni non sono conoscibili. Nell'epoca inflazionaria (sentito in un documentario) l'Universo è passato dalle dimensioni di un protone a quelle di un pisello. Ora, se tutta la materia e l'energia erano confinate in uno spazio così ristretto, possiamo attenderci che emergano comportamenti significativamente diversi da quelli evidenziabili anche nei più potenti acceleratori. Tanto per dire, non c'era spazio a sufficienza perché i quark potessero legarsi in protoni e neutroni, quindi, ad un certo stadio, l'Universo era una specie di 'minestra di quark e gluoni' le cui proprietà non siamo in grado di replicare né di comprendere. Questo può spiegare l'inflazione, o forse direttamente l'uniformità risultante dall'espansione teorizzata. La mia domanda è se non possa essere più verosimile la formazione dei SMB in una fase 'esotica' della materia molto in prossimità del Big Bang, ed aver questi ultimi guidato la formazione delle strutture che vediamo oggi, dalle galassie ai superammassi.

Cmq. per ora ho trovato questo: https://en.wikipedia.org/wiki/Primordial_black_hole
Approfondirò.

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Un po' di anni fa girava un quesito assai intrigante riguardo al big bang: negli istanti iniziali l'intero universo deve avere attraversato la fase di buco nero. Ebbene, come ne è uscito, dato che tutto quello che c'è dentro un buco nero non può uscire dall'orizzonte degli eventi?

Un'altra ipotesi fantasiosa che riguarda la formazione dei buchi neri primordiali supermassicci potrebbe essere questa. Ci si sta chiedendo come si siano formati i buchi neri supermassicci già nelle prime fasi di vita dell'universo. Se pensiamo che si siano formati per accrescimento probabilmente non riusciamo a giustificarne la presenza, dato che occorrerebbe molto tempo per la loro formazione. Ma se si fossero staccati come gemme o come bolle da quell'enorme buco nero primordiale che era l'intero universo ce li troveremmo già fatti ... (l'idea non è molto lontana da quella del primo post).



Pensare che l'universo sia partito da una semplice sferetta come una perla primordiale perfettamente simmetrica penso che sia riduttivo. Se vogliamo trovare delle analogie, i modelli recenti delle stelle a neutroni o di esplosioni di supernovae sono assai più complessi di quelli proposti qualche decennio fa.
Questo per dire che è facile aspettarsi la usuale complessità della natura che è solita evolvere per forme simili ai frattali più che ai solidi della geometria euclidea.

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Costanzo
"Una cosa ho imparato nella mia lunga vita: che tutta la nostra scienza è primitiva e infantile
eppure è la cosa più preziosa che abbiamo" (A. Einstein).

Sicuramente l'universo ha attraversato fasi in cui la sua densità, intesa come rapporto tra massa e volume, nelle condizioni attuali darebbe luogo ad un buco nero. Ma dobbiamo considerare che non era una densità puntiforme all'interno di uno spaziotempo più vasto, era la densità dell'intero spaziotempo. L'idea che mi sono fatto è che, nella fase di espansione, alcune irregolarità potrebbero essersi trasformate direttamente in SMB ed aver contribuito alla formazione delle protogalassie, anziché il contrario (dalle protogalassie ai SMB).

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Eh, sì.
Confesso che quando mi dicono che l'Intero Universo era più piccolo di un Atomo comincio ad andare nel pallone.
A volte mi chiedo a che cosa serva cercare una logica nelle cose.
L'unica logica possibile non sta nella nostra mente, ma nella realtà. Punto e basta.
(E' pur vero che certi dati osservati non devono essere in contrasto con altri dati osservati ... )

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Costanzo
"Una cosa ho imparato nella mia lunga vita: che tutta la nostra scienza è primitiva e infantile
eppure è la cosa più preziosa che abbiamo" (A. Einstein).

Ma cosa si intende per viaggio nel tempo?
Il tempo... bell'affare. E' considerato come grandezza fondamentale ma è a tutti gli effetti una misura del cambiamento delle cose. Se "le cose" non cambiassero il tempo non scorrerebbe, forse non esisterebbe, non avrebbe senso.
Nel SI il secondo è definito come "durata di 9 192 631 770 periodi della radiazione corrispondente alla transizione tra due livelli iperfini, da (F=4, MF=0) a (F=3, MF=0), dello stato fondamentale dell'atomo di cesio-133" (ovviamente ho googlato).
Ma se l'atomo di cesio andasse in ferie, il "secondo" cosa sarebbe, anche solo concettualmente?
A parte che mi sono sempre chiesto chi ci assicuri che due secondi consecutivi abbiano "esattamente" la stessa durata. Ci vorrebbe un orologio precisissimo e concettualmente diverso per verificare che 9 miliardi di periodi ... etc, durino esattamente quanto i 9 miliardi precedenti. Ma tale orologio "da laboratorio" andrebbe poi a sua volta testato. E' un cane che si morde la coda.

Tornando ai viaggi nel tempo, mi viene da pensare che se volessi tornare al 1789 e godermi la presa della Bastiglia, dovrei fare un bel fagotto con tutte le particelle elementari dell'universo e riposizionarle tale e quale erano alla data. Come si fa?
Come dire, le leggi fisiche fanno evolvere l'universo lungo una linea temporale. Non si può invertirla. E' la meccanica quantistica con il suo carattere intrinsecamente probabilistico che lo esclude.
Per riavvolgere esattamente il nastro ci vorrebbe una botta di "beep" che neppure il tizio che ha vinto due volte al superenalotto...

Mi sa che i viaggi nel passato e nel futuro sono una chimera.

C'è tuttavia una remota possibilità di "assistere" alla scoperta del fuoco, all'invenzione della ruota, all'accoltellamento di Giulio Cesare. Di osservare Newton alle prese col calcolo infinitesimale oppure di constatare se Elena di Troia fosse davvero così bella.
Le speranze sono legate a visite periodiche di qualche civiltà extraterrestre munita di go-pro!
E che prima o poi ci lascino in dono tutta la cineteca.
E' curioso, ma di tutti i misteri dell'universo di cui potrebbero metterci al corrente, forse le informazioni più significative sarebbero sulle nostre stesse radici.

Riguardo ai buchi neri supermassicci, leggo con interesse tutti gli interventi! Con l'auspicio che qualche astrofisico prima o poi si unisca per davvero alla comunità.

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Osservo con: Nikon 8x30 EII - APM 100 SD 90°