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Titolo: Rotazione del nucleo galattico

Salve
Le galassie spirali presentano un nucleo che ha la forma di una sfera
piuttosto schiacciata, come risulta dalle foto prese di taglio, come
questa:
http://scuola.ts.astro.it/NuovoSito/images/Imm-scuole/2007-05-16/ngc4565.jpg
Ora, sappiamo che le galassie spirali  sono in rotazione, ruotano i bracci
e ruota anche il nucleo, come risulta dalle curve della velocit� radiale,
le quali ci dicono anche che fino ai bordi del nucleo la velocit� aumenta
pressoch� linearmente, come se il nucleo fosse un corpo rigido: vedi per
esempio questa:
http://www.nicolascretton.ch/Astronomy/images/Rotation_curve_N6503.jpg
 
Interessante � anche il picco raggiunto alla distanza del raggio del
nucleo (dopodiche la velocit� diminuisce per assestarsi poi, se � il caso,
su un valore pressoch� costante, con delle fluttuaziioni): ma non voglio
parlare qui di questo, magari un'altra volta..
Il problema � un altro.
Concentriamoci sul nucleo a forma di sfera molto schiacciata che sta
ruotando.
Se tutto il corpo si sta ruotando,vuol dire che ciascuna stella sta
descrivendo un'orbita circolare intorno all'asse di rotazione, ma questo
fa a pugni con la legge di Newton, perch� per Newton questo discorso vale
solo per le stelle che ruotano rigorosamente sul piano equatoriale.
Allora se non � cos�, com'�?
Luciano Buggio
-- 
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 Allora se non � cos�, com'�?
La risposta potrebbe essere che su grandi scale la teoria Newtoniana non �
corretta?
Vedi 
http://en.wikipedia.org/wiki/Modified_Newtonian_dynamics
Luigi Caselli

 Luigi Caselli


 Allora se non � cos�, com'�?
Il problema � che il centro galattico non � un "corpo" rigido dove tutte 
le stelle sono costrette ad una posizione fissa relativamente alle altre.
Perci�, senza chiamare in causa chiss� quali particolare teorie, e 
neppure la Relativit� Generale, si pu� spiegare la gran parte delle 
caratteristiche del moto delle stelle nel centro galattico.
La falsit� dell'assunto implicito che il centro galattico sia un "corpo" 
ha un corollario nel fatto che ogni stella NON "descrive un'orbita 
circolare attorio all'asse di rotazione" del "corpo" (inesistente).
Ciascuna stella percorre una *strana* orbita attorno al centro di 
gravit�, coincidente con il baricentro di tutto il sistema di stelle che 
il nucleo galattico �.
Ogni stella ha potenzialmente un piano orbitale diverso e la forma 
dell'orbita su tale piano � decisamente complicata perch� il campo di 
forza NON � come quello di una massa puntiforme, l'accelerazione � 
inversamente proporzionale alla distanza (R) a quadrato:
1)    a = GM/R^2.
Se, infatti, consideriamo, con buona approssimazione, che il nucleo 
abbia una densit�  (d) uniforme, la massa "interna" alla distanza tra la 
nostra stella e il baricentro � proporzionale al cubo della distanza dal 
baricentro (la stessa R di qui sopra:
2)    M = d*(4/3)*<pi>R^3)
dove <pi> � il pi greco), cio� densit� per volume della sfera interna 
alla stella che consideriamo.
Se si usa questa formula per la massa nella (1) possiamo scrivere:
3)    a = Gd(4/3)<pi>R
Abbiamo cio� un campo gravitazionale dove la accelerazione NON � 
INVERSAMENTE proporzionale al quadrato della distanza dal centro di 
massa, bens�, AL CONTRARIO, DIRETTAMENTE proporzionale alla distanza dal 
centro di massa.
Questa � una differenza sostanziale, perch� nella (1) l'azzerarsi della 
distanza porta la accelerazione all'infinito costringendo i corpi che si 
avvicinano a cambiamenti di direzione rapidissimi, la (3) invece dice 
che nel centro galattico la gravit� � nulla e le stelle vi 
transiterebbero con traiettorie rettilinee.
Il campo descritto dalla (3) � come quello di una molla (la cui forza � 
nulla attorno al punto di equilibrio e proporzionale allo scostamento da 
esso), ma le leggi di Keplero sono valide solo nel campo descritto dalla 
(1). Newton invece rimane valido, e anzi l'ho usato per descrivere tale 
situazione.
-- 
Marco Voli
---
"Se fossimo trattati come meritiamo,
  chi si salverebbe dalle frustate?"
                     Il Matto di Elsinore

 usato per descrivere tale situazione.
Non e' esatto: trattandosi di forza centrale, la seconda legge rimane
valida.
Quanto alla forma delle orbite, abbiako a che fare con un oscillatore
armonico isotropo, ed e' ben noto che le orbite sono ellittiche.
La differenza rispetto al caso di massa puntiforme e' che qui il
centro di forza sta nel centro dell'ellisse, e non nel fuoco.
 
-- 
Elio Fabri

 che fai dopo soprattutto non e' vero che l'orbita sia complicata.
Dimenticavo, s� nell'ipotesi che il nucleo galattico sia uniformemente 
denso non avremmo un'orbita complicata, ma visto che certamente quella � 
una approssimazione, l'orbita non sar� un semplice ellisse, ma pi� 
probabilmente una specie "margherita" dai petali pi� o meno radi e/o 
"grassocci".


 centro di forza sta nel centro dell'ellisse, e non nel fuoco.
Corretto.
Infatti la legge della costanza della velocit� areolare discende dalla 
costanza del momento angolare e non dalla "forma" del campo gravitazionale".


 stelle che compiono orbite non kepleriane.
(cut)
Queste orbite comunque ellittiche giacerebbero, a quanto ho capito,
ciascuna su di un piano, ma posso anche ammettere, oltre alle
configuraizoni a "margherita", anche che deviino da tale pianoo e si
disegnino come vuoi nello spazio stereogemetrico intotno al centro del
nucleo.
Il porblema, sul quale mi pare stiate sorvolando, � un'altra.
E' stata calcolata la probabilit�, tenuto conto dell'addensamento che
nel nucleo � molto maggiore che nel resto dell'aggregato, che una
stella possa compiere una tale (per quanto disordinata) rivoluzione
intorno al centro?
Interagisce gravitazionalmente, durante il suo percorso, con milioni
almeno di altre stelle nel corso di una rivoluzione e, anche se il suo
"cammino libero medio" fosse  molto lungo, basterebbe che una sola
volta, passando molto vicino ad un'altra stella (lasciamo perdere, per
piet�,  gli urti anelastici) per  essere sbalzata fuori dalla giostra.
Il risultato di una simile simulazione non sar� un moto caotico,
paragonabile a quello delle molecole di un gas, laddove la sezine
d'urto � sostituita dalle adiacenze di ogni "punto materiale",
poniamo, fino alla distanza da esso in cui il potenziale, visto
l'andamento dell'iperbole, ha derivata uguale ad uno (distanza dalla
quale verso il punto la forza aumenta vertiginosamente, e verso
l'esterno diminuisce lentissimamente)?
Luciano Buggio
http://lucianobuggio.altervista.org/pdf/galassie.pdf