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Titolo: la materia oscura non dà alcun segno quando cade in un buco nero?

 
Domanda che faccio anche altrove: la materia oscura è soggetta, pare, alla sola forza gravitazionale, ossia deforma lo spaziotempo come la materia visibile: giusto?
 
Allora intorno ai massicci buchi neri rotanti ci dovrebbero essere anche grandi masse di materia oscura cadenti nel pozzo gravitazionale del buco nero stesso.
 
 
Se la materia ordinaria vorticando nello spaziotempo estremamente distorto intorno all'orizzonte degli eventi lancia segnali captabili, la materia oscura non dà alcun segno quando cade in un buco nero?
 
 qualche idea?
 
ernesto

east...@gmail.com
 ha scritto:
 > Allora intorno ai massicci buchi neri rotanti ci dovrebbero essere
 > anche grandi masse di materia oscura cadenti nel pozzo gravitazionale
 > del buco nero stesso.
Falso. L'ho spiegato di recente, non ricordo in quale NG.
La materia ordinaria cade nei buchi neri solo perché perde energia
attraverso urti e radiazione.
Altrimenti resterebbe in orbita, come i pianeti attorno al Sole.
La supposta materia oscura, che per def. non ha altre interazioni, *non
può perdere energia*, quindi non cadrà mai in un buco nero.
 
Ho fatto un'eccezione rispondendoti stavolta, ma non mi ripeterò.
-- 
Elio Fabri

 la materia oscura non dà alcun segno quando cade in un buco nero?
 
Ragionamento da profano, magari qualcuno mi correggera':
 
la materia ordinaria cade nel buco nero a causa delle forze di attrito
interno alla materia orbitante intorno al buco nero; se, come
prevedono alcune teorie, alcune componenti della materia
oscura interagissero solo debolmente tra loro e con la materia
ordinaria, allora si limiterebbero a orbitare intorno al buco nero
senza esserne inghiottite.
 
Ciao
-- 
Giorgio Bibbiani


 
 
-- 
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)

 ripeterò.
 
 
-- 


 può perdere energia*, quindi non cadrà mai in un buco nero.
 
Quali proprietà "note" della materia oscura (ce ne sono di "note", 
essendo "supposta"?) giustificano questa affermazione? Per quale ragione 
tale "materia oscura" non avrebbe energia da perdere? A quale "def." si 
allude?
 
--

 
"Omega" <om...@NOyahoo.it> ha scritto nel messaggio 
news:MOaYu.28343$Th2....@tornado.fastwebnet.it...

vorrei sapere se si supponesse che la materia oscura non esiste  ,si 
dovrebbe rinunciare alla proiezione di "universale"
per la legge di gravità di Newton oppure si dovrebbe rinunciare anche a 
qualcosa di altro ?
 
E.Laureti
 
 

 
 
"Omega"  wrote in message 
news:MOaYu.28343$Th2....@tornado.fastwebnet.it...

------------------
 
comunque la supposta cade sempre in un buco nero..... 

  extra galattiche) ?
 
 
Ma! L'ipotesi della "materia oscura" č nata per spuiegare le discrepanze nei moti delle galassie, lŕ dove non cě'č nulla forse non c'č bisogno di questa ipotesi... ;-)
 
 
 
Il prof. Fabri, che ovviamente ne sa mille volte piů di me, trancia corto, dice che lo ha giŕ spiegato, (io me l'ero perso e quindi umilmente ringrazio per la scocciata ripetizione): sostiene che poichč l'ipotetica materia oscura non interagisce coi campi em non perde energia e non cade nel buco nero. 
 
 
Eppure la supposta materia oscura č stata "inventata" per questioni gravitazionali, quindi roteando alla velocitŕ prossima a quella della luce, pur non interagendo con essa, dovrebbe perdere energia sotto forme di onde gravitazionali e quindi, alla fine, cadere nel buco nero, a meno che lo faccia girare cosě in fretta che sia esso stesso a respingerla.
CHE NE DITE?

 gravitazionali 
 
 
Chi lo dice? Io non so cosa preveda la RG in questo caso, ma non credo che sia cosi' ovvio se il corpo orbitante e' simmetrico rispetto all'asse di rotazione (e non so se questo si sappia o meno riguardo alla materia oscura).
 
--
mr.brooks

 a respingerla. CHE NE DITE?
 
Con il solito caveat (se scrivo fesserie spero che qualcuno
mi correggerà ;-)...
 
- la potenza media emessa sotto forma di onde gravitazionali da
un sistema binario e' direttamente proporzionale ai quadrati delle
masse dei due corpi interagenti, se ad es. intorno a un buco nero
orbitasse l'equivalente di una massa stellare M = 10^30 kg
costituita da WIMP di massa 10 GeV allora il loro numero
sarebbe 10^56, e la potenza totale emessa sotto forma di
onde gravitazionali sarebbe 10^56 volte inferiore a quella
emessa da una stella di massa equivalente orbitante a "pari
distanza" intorno al buco nero, quindi l'emissione di onde
gravitazionali da parte delle WIMP sarebbe assolutamente
non rivelabile.
 
- l'emissione di onde gravitazionali da parte dell'ipotizzata
materia oscura formata da WIMP orbitante intorno al buco
nero sarebbe incoerente (contrariamente al caso dell'emissione
dovuta a una stella orbitante) e cio' determinerebbe una
ulteriore diminuzione della potenza totale emessa.
 
Ciao
-- 
Giorgio Bibbiani

 masse dei due corpi interagenti,
 
avevo gia' in mente il caso in cui una delle due masse
(WIMP) fosse molto minore dell'altra (buco nero),
allora la potenza emessa e' direttamente proporzionale
al quadrato della massa della WIMP, la conclusione del
ragionamento che ho fatto comunque rimane invariata...
 
Ciao
-- 
Giorgio Bibbiani

 Giorgio Bibbiani
 
Rispondo anche a mr. Brooks:
 
 
 
Se il 90% della massa è materia oscura, allora anche intorno ai buchi neri dovrebbe roteare sopratutto materia oscura  e intorno ai buchi neri giganti dovrebbe roteare una massa assai superiore a quella di un massa stellare, ma non ho capito il calcolo sulle eventuali onde gravitazionali, comunque certamente difficili da captare.
 
 
 
Oppure in alternativa, ho letto che per la M-Theory la massa oscura potrebbe semplicemente non esistere e la  "forza di gravità" apparirci così debole perchè opera in più dimensioni e, a grandi scale, la forza gravitazionale che sembra mancare per tenere insieme le galassie potrebbe essere semplicemente l'azione di una n-brana vicina alla nostra.
 
 
Se la materia oscura permeasse l'intero universo, compreso il nostro sistema solare, magari in modo non uniforme, ma con masse invisibili, le nostre sonde interplanetarie  non arrivebbero a segno sui pianeti esterni... un po' come se ci fossero dei mini buchi neri.
 
ernesto

 > masse dei due corpi interagenti,
...
 
La formula cui alludi oltretutto a denominatore ha il termine c^5 (c velocità della luce): non so se mi spiego :-).
 
 
Ad ogni modo non c'è nessuna particolare ragione per cui la m.o. debba contrarsi attorno ai buchi neri posti al centro della nostra o di altre galassie (mi limito a questa categoria perché è quella i cui membri sono i più massicci).
 
Anzi, esattamente il contrario: nelle vicinanze di un buco nero, per i motivi più volte spiegati circa la natura non-collisionale della m.o., la materia è in grandissima parte materia ordinaria.
 
Saluti,
Aleph
 

 esterni... un po' come se ci fossero dei mini buchi neri.   
 
Dunque possiamo dedurre che non accade che l'eventuale
materia oscura presente all'interno del sistema solare sia
concentrata in corpi di dimensioni trascurabili e di massa
paragonabile a quella dei pianeti, no?
 
Ciao
-- 
Giorgio Bibbiani


non concordo molto ... quale che sia la distribuzione di 
materia oscura nello spazio a noi noto, è tale da rendere le 
orbite dei pianeti quelle che sono e le leggi quelle conosciute.
Perché questa materia dovrebbe influenzare solo le nostre 
sonde e non tutti gli equilibri preesistenti ?
Anche fosse concentrata, mica ci si può cozzare dentro, vero 
? Sarebbe trasparente ...


 sonde e non tutti gli equilibri preesistenti ?
 
Chi ha detto che non dovrebbe influenzare gli equilibri
preesistenti? ;-) Certamente se esistessero "pianeti" di
materia oscura all'interno del sistema solare, questi
sarebbero gia' stati scoperti da tempo a causa del loro
effetto sulla dinamica del sistema solare.
 
Ciao
-- 
Giorgio Bibbiani 

 Ciao



Due cose: che significa che la MO è non-collisionale? Se è sensibile alla gravità, dovrebbe attrarre ed essere attratta, altrimenti significa  la MO non esiste e che il di più di gravità necessario alle galassie per sussistere ha altre motivazioni.
 
 
Nel sistema solare si presume una nube di Oort di miliardi di comete: fossero pure cento miliardi, Newton avrebbe ricavato la stessa legge. Quindi grumi, asteroidi, planetoidi di materia oscura potrebbero esserci nella nube di Oort e oltre. Perchè no?
 
ernesto

Giorgio Bibbiani, 13:52, martedì 1 aprile 2014:

Quant'è la densità media della materia visibile nel sistema
solare?
 
La materia oscura sarà distribuita con una densità media
multipla di quella visibile secondo la proporzione generale
nella Galassia, penso.
 
 
-- 
"Eppur sta fermo!"
                -- Cananeo Cananei

 
 
Nessun inghippo: il discorso fila.
 
Saluti,
Aleph

 
 
No, tutt'altro.
 
Il punto centrale è che la materia oscura (non collisionale) viene supposta essere distribuita in maniera estremamente uniforme su volumi grandissimi, mentre la materia ordinaria (interagente) è molto ma molto più "clumpy".
 
Saluti,
Aleph


 
 


 (interagente) è molto ma molto più "clumpy".
 
 
Hai ragione, ho supposto erroneamente.


 
Siamo, scorrettamente, abituati a credere che due corpi che si avvicinano fino ad una distanza inferiore alle loro dimensioni "debbano" collidere.
 
 
La fisica ci insegna che questo in generale non e' vero, diventa vero *solo* quando esiste un campo di interazione tra i due corpi che puo' dar luogo ad una forza repulsiva; ma la forza gravitazionale e' solo attrattiva, quindi se la MO interagisce solo gravitazionalmente, come fanno due particelle di MO a collidere? Si attraverserebbero e basta, cosi' come ad es. fanno due fotoni.
 
--
BlueRay

 BlueRay


 
Si e' giusto, dal che allora si dedurrebbe che le wimp difficilmente possono essere fermioni.
IMO.
 
--
cometa_luminosa

 
 
No, lo sentiresti eccome se fosse sufficientemente densa.
 
 
 
Poniamo di distribuire entro l'orbita della Terra una massa aggiuntiva pari a quella del Sole in modo perfettamente uniforme all'interno dell'intero volume disponibile (circa 4 (UA)^3 , dove UA indica l'Unità Astronomica pari a circa 150.000.000 km): la velocità di rivoluzione della Terra, a parità di orbita, passerebbe in questo caso da 30 km/s a circa 43 km/s.
 
Saluti,
Aleph
 

 cometa_luminosa
 
Fermioni, bosoni. Ma se la MO tiene insieme le galassie interagisce con la materia ordinaria. Se esistono i gravitoni, quelli saranno i suoi bosoni.
La massa torce lo spazio, quella oscura no? Pare strano.
 
Nella teoria della gravitazione a loop di Rovelli & C. serve ancora l'ipotesi della MO?
 
grazie
 
ernesto

 possono essere fermioni. IMO.
 
Ma anche no. I neutrini ad esempio sono fernioni e interagiscono
pochissimo fra loro. Lo stesso continuerebbe a valere anche se avessero
la massa di un protone o più.
 
M.
 
-- 
Per rispondermi via e-mail togli l'ovvio.

 La fisica ci insegna che questo in generale non e' vero, diventa vero *solo* quando esiste un campo di interazione tra i due corpi che puo' dar luogo ad una forza repulsiva; ma la forza gravitazionale e' solo attrattiva, quindi se la MO interagisce solo gravitazionalmente, come fanno due particelle di MO a collidere? Si attraverserebbero e basta, cosi' come ad es. fanno due fotoni.
 
 
 
Il tuo mi pare un modo un po' naif di rappresentare le interazioni e preso alla lettera direi che è errato, visto che, ad esempio, elettrone e protone interagiscono ooulombianamente in maniera sensibile (e quindi sono collisionali) sebbene la forza elettrostatica tra le loro cariche sia sempre attrattiva.
 
 
 
Il punto che mi pare equivocato in questo thread è il termine "non-collisionale", che sta a significare unicamente che le ipotetiche particelle di materia oscura interagiscono debolmente (molto debolmente) con il campo elettromagnetico o con altri tipi di interazione, non che interagiscono *esclusivamente* per via gravitazionale.
 
 
Se del resto la materia oscura interagisse unicamente per via gravitazionale  non si capirebbe come mai siano in corso vari esperimenti che cercano di rilevare la presenza (e la natura) misurando, ad esempio, la distribuzione e l'intensità dei raggi gamma galattici:
 
http://www.sciencedaily.com/releases/2014/04/140403123628.htm
 
 
 
Per far riferimento a qualcosa di più familiare riguardo alla materia oscura, basti pensare che il primo tipo di materia "non-collisionale" venne proposto da Pauli nel 1930 e rivelato da Cowan e Reines nel 1956 e si chiama neutrino.
 
Saluti,
Aleph

 Aleph


 ... boh :-(
 
L'ho spiegato sopra.
Considera che per definizione si è partiti, per oltre 250 anni dopo Newton, a fare osservazioni *senza* materia oscura.
E chi mai la conosceva la materia oscura? 
 
Il primo a porsi il problema, ma allora veniva definita "massa mancante" e si riteneva che potesse essere benissimo materia ordinaria non visibile, fu Zwichy negli anni 30' del secolo scorso osservando la dinamica interna dell'ammasso della Chioma di Berenice (Coma cluster).
 
Saluti,
Aleph


 
 
-- 


 possono essere fermioni.
Detto senza offesa, avete bisogno di una ripassatina di m.q...
 
Cominciamo con l'atomo di He: gli elettroni sono in configurazione
1s^2. Più compenetrati di così...
E lo stesso succede andando avanti.
Spiegazione: bisogna tener conto anche dello spin.
 
Altro esempio.
Prendiamo un cristallo, per es. di silicio.
A bassa temperatura la banda di conduzione è pressoché vuota e la
banda di valenza è piena.
Gli elettroni in questa banda *non sono localizzati*, ossia le loro f.
d'onda sono sparse su tutto il volume del cristallo. Pertanto si
sovrappongono completamente.
Spiegazione: che siano spazialmente tutte delocalizzate non significa
che siano uguali: saranno tutte funzioni tra loro ortogonali
(corrispondenti a diversi livelli di energia entro la banda).
Nihil obstat.
 
Consideriamo ora due fermioni che si muovono uno contro l'altro.
Le loro f. d'onda siano due "pacchetti", i cui baricentri si muvono
sulla stessa retta in versi opposti.
Che possano compenetrarsi o no, anche con spin paralleli, dipende solo
dal tipo d'interazione.
Se l'interazione non c'è o è molto debole, nihil obstat.
 
Come mai?
Perché le due particele hanno funzioni d'onda *completamente diverse*:
non basta la densità di prob. per caratterizzarle.
Dato che gli impulsi sono piuttosto ben definiti e tra lor oposti, le
f. d'onda saranno all'incirca ortogonali, e con quelle funzioni si può
benissimo costruire un prodotto antisimmetrico.
Quindi il pr. di Pauli è rispettato.
 
Siamo alle solite: una presentazione divulgativa, che raccona di una
impossibilità per due fermioni di occupare lo stesso spazio, è
un'emerita c...ata.
 
 
-- 
Elio Fabri

 43 km/s.
 
 
Sì, se fosse presente solo all'interno dell'orbita terrestre.
 
Io invece intendevo dire che avendo una densità di massa oscura
costante su grandi distanze, 
p.es
. 1000 UA, l'effetto sarebbe
nullo per simmetria (come essere al centro di una sfera)


 ah non lo sapevo ... ma che spin hanno per curiosità ?
 
Spin 1/2.


 
 
Certo, sono fermioni ed interagiscono pocchissimo sia tra loro che con la materia ordinaria. Infatti sappiamo che sono stati proposti anche i neutrini come candidati per le wimp. 
Come mai poi sembra che non siano piu' candidati tanto validi ?
 
--
BlueRay

 
 
 
E' evidente, del resto come potremmo fare una simile affermazione visto che non le conosciamo affatto? E' chiaro che il significato non puo' essere altro che "in base ai dati osservativi di cui disponiamo al momento, tale materia non sembra interagire in modo apprezzabile con la materia ordinaria, se non gravitazionalmente".
Ciao.
 
--
BlueRay

 nullo per simmetria (come essere al centro di una sfera)
 
 
 
l'annullamento per simmetria di cui parli (E' un teorema classico dovuto a Newton) vale unicamente per la parte di materia oscura esterna all'orbita terrestre (pensiamola distribuita omogeneamente in una sfera grandissima centrata sul Sole), quella interna all'orbita farebbe in ogni caso sentire i suoi effetti gravitazionali, a meno di non avere una densità trascurabile.
 
Saluti,
Aleph  
 

 Come mai poi sembra che non siano piu' candidati tanto validi ?
 
Innanzitutto si può stimare in modo abbastanza preciso quanti sono i
neutrini "fossili" rimasti dal big bang (analogamente a quanto si fa per
i fotoni fossili, che costituiscono il fondo a microonde) e, anche
ammettendo che tali i neutrini abbiano masse al limite di quanto ci
dicono i dati sperimentali, la loro massa totale è sempre molto poca
rispetto alla massa mancante (i numeri precisi ora non me li ricordo -
sono passati 25 anni da quando mi occupavo di queste cose). E poi c'è
quanto dicevo in un altro post: la materia oscura "calda" (cioè fatta di
particelle che hanno velocità relativistiche) presenta maggiori problemi
quando si tratta di spiegare la formazione delle galassie. Ecco perché
ci si è concentrati sulla "cold dark matter".


 Come mai poi sembra che non siano piu' candidati tanto validi ?
 
1) Sono troppo poco massicci per costituire, in base delle stime attuali di abbondanza, la materia oscura di cui sembra esserci bisogno;
 
 
 
2) per motivi non immediati da spiegare, ma collegati alla loro piccolissima massa (vedi il fenomeno del "free streaming"), un Universo dominato dai neutrini avrebbe favorito uno scenario top-down nella formazione delle strutture cosmiche (prima gli ammassi, poi le galassie) in contrasto con le osservazioni che accreditano all'opposto la gerarchia bottom-up (prima le protogalassie e poi per catture successive gli oggetti pių massicci).
 
Saluti,
Aleph   

 
Non saprei.
Ciao.
 
--
BlueRay

 
 
E' questo è sbagliato (vedi il capoverso di sopra): le Wimp sono credute interagire anche per via nucleare debole (almeno) non solo gravitazionale.
 
Questo è un fatto non una mia opinione.
 
http://en.wikipedia.org/wiki/Weakly_interacting_massive_particles
 
 
Saluti,
Aleph

Ringrazio Maurizio Frigeni ed Aleph per le risposte.
 
--
cometa_luminosa = BlueRay

Il giorno martedě 8 aprile 2014 16:54:00 UTC+2, Aleph ha scritto:
 
E' saltato un pezzo:
 
 
Le Wimp sono ritenute interagire per via gravitazionale e nucleare debole (o per via di altre interazioni deboli sconosciute) e ***NON*** elettromagneticamente o per via nucleare forte.
 
A.

 qualunque sia la sua origine.
Sbagliato.
Lo scattering può benissimo essere prodotto da una forza atrattiva,
come in questo caso.
Protone ed positrone subiscono anch'essi uno scattering elastico,
sebbene l'interazione sia repulsiva come piacerebbe a te.
 
La cosa curiosa è che in appross. non relativistica lo scattering è lo
stesso, anche come distribuzione angolare (sez. d'urto differenziale).
Per vedere una differenza devi fare il calcolo in QED e non limitarti
al primo ordine perturbativo.
 
 
-- 
Elio Fabri

 Spiegazione: bisogna tener conto anche dello spin.
Per evitare fraintendimenti debbo aggiungere qualcosa.
Passiamo al Litio; 1s^2 2s.
In questo caso lo spin non basta, perché i due elettroni 1s avranno
spin antiparalleli, ma il 2s non può essere antiparallelo ad entrambi :=)
 
Eppure gli orbitali 1s e 2s *si compenetrano*, se con questo
intendiamo che esistono regioni di spazio in cui entrambe le f. d'onda
sono diverse da zero.
Ecco le formule, a meno di costanti di normalizzazione e in unità
comode:
1s: f1(r) = exp(-r)
2s: f2(r) = (2-r)*exp(-r/2).
Disegnate i grafici, please :-)
 
Naturalmente f1 e f2 *sono ortogonali*:
\int_0^\infty f1 f2 r^2 dr = 0.
 
Vorrei proprio vedere una spiegazione "divulgativa" e ragionevolmente
corretta di tutto questo...
 
 
-- 
Elio Fabri

 corretta di tutto questo...
 
non ho capito se :
1) sia una sfida a terzi perché hai una tua versione e vuoi 
vedere se gli si avvicinino
2) oppure non lo ritieni possibile (ho la sensazione che sia 
questa ...)
 
Cmq mi potresti chiarire che significato (angolare o meno 
che sia) ha il termine ortogonale applicato ad oggetti a 
simmetria sferica ?
