EHT: la foto del secolo

[Settevoltesette]

Quello che mi chiedo è perché al centro é nero? Non dovrebbe essere una palla di luce?

[gabriella127]

Quello che ho capito è che è nero perché da là non può provenire niente, nemmeno la luce, anzi risucchia tutto (detto così alla zappatora).

[Settevoltesette]

Si ma la corona esterna è luminosa nella foto, mi chiedevo in uno spazio 3D non dovrebbe circondare tutto l'oggetto?

[gabriella127]

Hai ragione, è il dubbio che è sorto pure a me dopo che ho risposto.
Ma forse perché da dove guardiamo al centro c'è l'orizzonte degli eventi, la parte nera da cui non può provenire niente, intorno no, siamo fuori dall'orizzonte degli eventi e ci può arrivare la luce.
Ma dico così, tanto per ragionare.

p.s. Leggo ora, detto da un fisico sul sito di Repubblica, che la parte rossa sono le radiazioni emesse da un disco di gas che sta precipitando dentro il buco nero. Quindi una cosa più piatta, non una palla. Quindi può essere che andando 'di faccia' contro il buco nero la parte centrale è già risucchiata dentro l'orizzonte degli eventi, mentre intorno non è stata ancora risucchiata.

Comunque non trovo da nessuna parte una spiegazione di questo fatto del nero al centro, ha ragione Settevoltesette.

[Zero87]

Si ma la corona esterna è luminosa nella foto, mi chiedevo in uno spazio 3D non dovrebbe circondare tutto l'oggetto?

Premetto che sono appassionato di astronomia e astrofisica, ma a livello divulgativo, per il resto sono ignorante.

Provo a dare due spiegazioni differenti anche perché pure io cercavo qualche articolo che trattasse in modo più scentifico la questione non trovandone. Invito chi ne sa di più a smentirmi.

Prima spiegazione
L'effetto doppler - quello per cui l'ambulanza che si avvicina a noi ha la sirena a una tonalità più alta rispetto a quella che si allontana - si estende anche alle onde elettromagnetiche. Con meccanismi che non conosco, ma con i quali mi fido perché dovrebbero essere gli stessi con cui gli autovelox si accorgono che andiamo troppo veloci, si può capire cosa si allontana e cosa si avvicina a noi a livello tridimensionale.
In altre parole, in 3 dimensioni, si può capire la materia che cade "dall'alto" e la materia che cade "di lato" al buco nero (le componenti spaziali delle velocità sono diverse¹: hanno dichiarato che è stato molto difficile fare questa foto, immagino possa essere per questo, cioè isolare la mole di dati per darci un'immagine bidimensionale.

Seconda spiegazione (quella che credo giusta)
Anche qui chiamo in aiuto chi ne sa più di me.
Può essere un meccanismo simile a quello della genesi delle stelle. Quello che cade attratto da un centro di gravità, inizia a ruotare sempre più velocemente. La materia che ruota assume la forma di un disco² e, per quanto ne so, dovrebbe essere lo stesso effetto per cui l'argilla che ruota quando si fa un vaso se uno non ci mette le mani, si schiaccia (vedere il film Ghost per chi non sa cosa dico ).
Se, quindi, la materia che cade, cade lungo un unico piano, questo spiega il perché della foto.

Il dubbio mio
Anch'io ho dei dubbi sebbene mi interesso all'astronomia e la considero trementamente affascinante da quando ho 5 anni. Il primo è proprio il fatto che non trovo nessun articolo divulgativo-scientifico che spieghi la cosa, il secondo è che sono stati già "fotografati" buchi neri e/o probabili buchi neri. Il più famoso è Cignus X-1 e se ne parla dagli anni '70. Mi basta citare wikipedia italiana
https://it.wikipedia.org/wiki/Cygnus_X-1

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Note

1. Chi sa qualcosa di vettori mi aiuti! ↑
2. Si tratta di leggi fisiche che mi hanno fatto odiare al liceo e/o che hanno spiegato a "cane" al liceo. Roba tipo la conservazione del momento angolare se non erro. ↑

[gabriella127]

Speriamo che facciano qualcosa di divulgativo ma serio e affidabile, tipo su 'Le scienze'.

[luc27]

Qui potete trovare una spiegazione divulgativa e allo stesso tempo dettagliata di ció che si vede nella nota foto:
https://www.youtube.com/watch?v=zUyH3XhpLTo

Spero che vi possa essere di aiuto, io l'ho trovata molto interessante.

[dan95]

1) Non è una foto fatta catturando lo spettro visibile e questo è assodato.

2) L'immagine è prodotta da un supercomputer che ha analizzato i dati sulla radiazione catturata e riempito gli "spazi vuoti" tramite un complesso algoritmo producendo diverse immagini, tra queste è stata scelta quella che secondo le attuali conoscenze astrofisiche è probabilmente più vicina alla realtà. Quindi al 99% quello nell'immagine è un buco nero perché si comporta come previsto dalla teoria.

A cosa serve? A confermare che molto probabilmente i buchi neri rotanti, previsti usando la metrica di Kerr, esistono, ma la cosa più interessante è che usando la metrica di Kerr si arriva ad ipotizzare l'esistenza dei Wormhole e dunque questa immagine ci suggerisce che molto probabilmente ci sono dei Wormhole sparsi per l'universo o comunque che possono esistere.

[Shackle]

Se frequentaste un po' di più la sezione di fisica, sarebbe meglio.
Prima di tutto, la foto pubblicata alcuni giorni fa su tutti i giornali , e presentata nei telegiornali , è quella del buco nero che si trova nella galassia M87 , come giustamente corretto da Meringolo, che dista 55 milioni di anni luce da noi ; il bn una massa stimata in alcuni miliardi di masse solari . Non è SagittariusA , anche se gli astrofisici sperano di riuscire a fotografare anche questo, tra un po'. L'immagine è stata ottenuta con tecniche particolari , come accenna dan .

Ho letto alcuni imprecisioni :

Se, quindi, la materia che cade, cade lungo un unico piano, questo spiega il perché della foto.

non è cosí . Il piano lungo il quale cade la materia è quello equatoriale , non quello "del disegno" . Lo vediamo cosí , perchè la curvatura dello spaziotempo causata dal bn fa in modo da farci vedere anche la luce proveniente da dietro, come spiegato abbastanza chiaramente nel bel video postato da luc27, che vi consiglio .

All'eccellente e sintetica definizione di Dan aggiungo che, in senso "geometrico" è la circonferenza (in senso ideale, come i meridiani e i paralleli) in cui la velocità di fuga è pari a quella della luce. All'interno di tale orizzonte la velocità di fuga è maggiore di quella della luce e per questo vediamo "nero" proprio perché la luce non riesce a fuggire e ad arrivare a noi.

Dire che l'orizzonte degli eventi è la circonferenza dove la velocità di fuga è pari a quella della luce è una grossa sciocchezza, e purtroppo si trova in molti libri divulgativi sull'argomento. La velocità di fuga è un concetto di meccanica classica : si tratta della minima velocità che deve avere un corpo, di massa qualsiasi, lanciato dalla superficie di un corpo celeste, affinché "raggiunga L'infinito" ( lasciatemi passare l'affermazione ultima) con energia $>=0$ . Il conto è presto fatto , prendendo in considerazione energia cinetica e potenziale :

$1/2mv^2 - (GMm)/R >=0\rarr v = sqrt(2GM/R) $

$G$ è la costante di gravitazione universale , $M$ è la massa del corpo celeste, $R$ è il raggio da cui parte il corpo. Per la Terra , risulta una velocita di fuga uguale a circa $11.2 (km)/s$ .
Ma mettere $c$ al posto della velocità di fuga , per ricavare il raggio dell'orizzonte degli eventi , è concettualmente sbagliato . Stiamo appena dicendo che dal bn non possono uscire particelle materiali , non "fugge" niente , neppure la luce (a questo proposito, avrei una domanda per voi...i fotoni sono privi di massa, come fa un campo gravitazionale ad agire su una particella priva di massa?...) , quindi la "velocità di fuga " dall'orizzonte degli eventi è un concetto assolutamente sbagliato. È una pura coincidenza matematica che , mettendo $c^2$ a posto di $v^2$ , si ottenga per $R$ il raggio di Schwarzschild :

$R_s = (2GM)/c^2$

il raggio di Schwarzschild si ricava in tutt'altra maniera.

Se volete un'idea certa di che cosa sia un bn , leggete questa dispensa di J.P. Luminet :

https://arxiv.org/pdf/astro-ph/9801252.pdf

ecco un discreto libro divulgativo :

http://www.edizionidedalo.it/la-scienza ... tempo.html

LE Scienze ha pubblicato questo articolo sul suo blog, circa la foto .

Altro articolo degno di lettura , questo di Ruffini e Wheeler :
https://authors.library.caltech.edu/149 ... _Today.pdf

Giorni fa, ho risposto a mgrau, e ho scritto questo, consigliando un vecchio libro di Luminet :

viewtopic.php?f=19&t=198876#p8410957

Posso darvi anche link a libri completi sui bn , ma non ve li consiglio, occorre conoscere tanta relatività generale, prima.

[Zero87]

Grazie @Shackle, vedrò nei prossimi giorni di dare un'occhiata alle dispense che citi. Io vado avanti a libri divulgativi quindi immagino che ne ho dette tante di imprecisioni.