Come distorcono la luce due buchi neri rotanti? La NASA risponde con un video

16 Aprile 2021 31

Come apparirebbe la distorsione della luce operata da una coppia di buchi neri rotanti? La NASA ha rilasciato un nuovo video che risponde proprio a questa domanda.

L'elaborazione svela il processo di distorsione e reindirizzamento della luce proveniente dal gas caldo dei dischi di accrescimento che li circondano. Gli scienziati della NASA affermano che il video prende ad esempio due buchi neri supermassicci, di cui uno grande circa 200 milioni di masse solari, assieme al più piccolo che nella simulazione peserebbe circa la metà rispetto al primo.

Per I dischi sono stati utilizzati colori diversi per facilitare la tracciabilità delle sorgenti luminose. Ma la scelta non è casuale, infatti, gli scienziati affermano che i colori riflettono anche il fatto che il gas più caldo emetterebbe una luce più vicina all'estremità blu dello spettro, osservando che il materiale in orbita attorno a buchi neri più piccoli sperimenta effetti gravitazionali più forti con conseguenti temperature più elevate.

E' interessante notare che nel video i dischi di accrescimento sembrano notevolmente più luminosi su un lato. La distorsione gravitazionale altera il percorso della luce proveniente da diverse parti del disco producendo un'immagine deformata.

Il movimento rapido del gas vicino al buco nero cambia la luminosità del disco attraverso un fenomeno noto come Doppler boosting, che illumina il lato rotante verso lo spettatore e attenua il lato che ruota. E' possibile anche notare un altro fenomeno noto come aberrazione relativistica, tale da far sembrare i buchi neri più piccoli quando si avvicinano allo spettatore e più grandi quando si allontanano. Tutti questi effetti scomparirebbero se la scena fosse vista dall'alto.

Con un PC desktop di comune utilizzo i dati necessari a realizzare questa sequenza avrebbero richiesto circa un decennio per essere elaborati, così l'astrofisico autore, Jeremy Schnittman, ha collaborato con lo scienziato del Goddard Institute, Brian P. Powell per utilizzare il supercomputer Discover presso il NASA Center for Climate Simulation. A quanto pare sono stati necessari solamente il 2% dei 129.000 processori di Discover per eseguire i complessi calcoli, necessitando infine di una sola giornata. Ecco l'incredibile video pubblicato poche ore fa.


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Commenti

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Francesco Renato

Concordo.

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Vabbè lascio stare, non ne ho voglia di discutere con un caso perso.

Francesco Renato

Ingenuo sciocchino, la scienza "moderna" si fa risalire a Galileo proprio per buttare a mare il geocentrismo tolemaico.e altre castronerie della "vecchia" scienza dandole un nuovo fondamento, in realtà il metodo scientifico è sempre stato applicato dagli scienziati, basti pensare alle raffinate conoscenze astronomiche delle antiche civiltà, la verità è che anche la comunità scientifica può sbagliare e quindi non esistono vere verità "scientifiche" ovvero certe, definitive, incontestabili.

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"al contrario ha avuto successo perché ha dato ragione a tutti" Ti piace raccontartela da quello che leggo, prima delle osservazioni di Arthur Eddington del 1919 o dall'osservatorio Osservatorio Lick nel 1922, la relatività era abbastanza osteggiata dalla comunità scientifica di allora e non mancarono le critiche al lavoro di Eddington del 19 con l'accusa di protrarre errori sistematici in certe misure (anche se un analisi attuale mostra che quei dati erano abbastanza precisi).
La relatività generale del 1915 non aveva una solida base empirica all'epoca, che arrivò soltanto negli anni seguenti, anche se già allora si era riuscito a spiegare la precessione di mercurio che avviene per il piegamento dello spazio-tempo (sei indietro di 100 anni).
"confermando le teorie precedenti sia pure limitatamente alle velocità subluminari." Ce l'hai con sta storia delle teorie precedenti confermate. Newton è stato un grande fisico anche perchè è riuscito a descrivere il mondo che lo circonda, se le sue equazioni riescono a darci una buona approssimazione per certi calcoli non ha senso sfruttare la relatività ristretta.
Il bello è che continui con sta storia della scienza e brutta e cattiva che vuole mantenere lo status quo, ma intento ti ho fatto anche un paio di esempi di panzanate credute vere anche per centinaia di anni che sono state smentite proprio dal metodo scientifico.
Capisco che la tuttologia sia sport nazionale, ma qua si esagera

Francesco Renato

Ti sfugge che Einstein non ha buttato nel cestino nulla, al contrario ha avuto successo perché ha dato ragione a tutti, confermando le teorie precedenti sia pure limitatamente alle velocità subluminari.

pollopopo

e il trip è fatto

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Mi mancavano i multi account

ca

No, Einstein cr3deva invece che il principio di relatività galileiano fosse corretto.
Sono le trasformazioni di galileo, F=ma e la gravità di N3wton ad essere sbagliate.
La relatività speciale è la relatività di galleo compatibile con l'3lettromagnetismo.
La relatività generale è la relatività speciale che spi3ga la gravità.
Sono tutte compatibili con l'esperimento m3ntale della barca pensato da galileo.

ca

Credi nelle onde gravitazionali (per cui c'è evidenza sperimentale)?

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Ma quando mai? Ci sono un sacco di teorie e leggi che un tempo si ritenevano corrette che adesso anche soltanto a pensarci ci si farebbe soltanto una risata. Mi viene in mente tutto quello che girava attorno all'Etere luminifero, o se ci si vuole spostare ancora più in la nel tempo l'esempio più importate che mi viene in mento è il geocentrismo tolemaico.
Negli anni ci sono stati tantissimi esperimenti che hanno tentato di mettere in difficoltà in ogni modo la relatività, proprio perchè si vuole cercare qualcosa che sia oltre, preferibilmente che incorpori anche il modello standard.

così Einsten formula la sua teoria della relatività senza smentire la relatività di Galileo, ritenuta valida per velocità nettamente inferiori a quella della luce

Ad Einsten della relatività Galileiana non fregava nulla, non gli importava di preservare il passato e infatti la dinamica newtoniana l'ha messa nel cestino dell'immondizia con la relatività ristretta. Oggi usiamo ancora certe teorie perchè hanno una formulazione immediata e il margine d'errore è minimo in certe circostanze.
Ad ogni commento che scrivi mi chiedo come si faccia ad attaccare il metodo scientifico senza neanche averlo compreso.
" scienza si fonda sul mito che una verità" tendenzialmente questo lo dice gente che crede ciecamente a robe come l'omeopatia o al libro che dovrebbe farti arrivare a 120 anni.

Francesco Renato

Nessun complotto, ingenuo sciocchino, la scienza si fonda sul mito che una verità, una volta accertata come scientifica dalla comunità scientifica, non deve essere smentita perché altrimenti verrebbe meno il concetto stesso di scienza, è per questo motivo che ogni nuova scoperta si deve integrare nelle precedenti verità scientifiche senza smentirle, così Einsten formula la sua teoria della relatività senza smentire la relatività di Galileo, ritenuta valida per velocità nettamente inferiori a quella della luce.

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Mi sa che non sai come funzioni la scienza e il metodo scientifico in generale. Già nelle ipotesi della relatività ristretta di Einstein si prevedeva questo fenomeno che fu confermato anni dopo dopo i primi esperimenti.
Se mai ci fosse un esperimento che provi oltre ogni ragionevole dubbio che la nuce abbia una massa la comunità scientifica sarebbe pronta a superare la relatività e passare oltre (basta anche soltanto vedere tutto il clamore per l’esperimento al FermiLab delle scorse settimane)
Sti complotti inutili sugli scienziati brutti e cattivi che non vogliono dirci che i fotoni hanno massa fanno abbastanza sorridere.
L’arrampicata sugli specchi la vedo quando si vedi un fenomeno che evidentemente non hai studiato e gli appiccichi sopra la spiegazione che più ti aggrada, credendo che ci sia un complotto sotto.

Francesco Renato

E' la tesi ufficiale, quando i fisici si sono accorti che la luce veniva deviata dalle grandi masse avrebbero dovuto ammettere che si erano sbagliati ad affermare che i fotoni sono privi di massa, ma per salvare la faccia si sono inventati che la gravità non curva la luce ma lo spazio e quindi la luce, poverina, è costretta a seguire lo spazio, veramente incredibile dove arriva l'arrampicata sugli specchi degli scienziati pur di non ammettere l'errore.

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La luce non è sensibile alla gravitazione, dal suo punto di vista sta sempre percorrendo la sua traiettoria, è lo spazio in cui è lei presente che è sensibile al campo gravitazionale.

Stephen

I calcioni rotanti di Chuck Norris distorcono i buchi neri.

Babi

Ipnotico!

RavishedBoy

"sonori abbagli"?
Quindi audio e video assieme?

Giuseppe Pezzillo

Grazie mille per la risposta estremamente esaustiva

sk0rpi0n

Nulla a confronto di come distorcono i lineamenti altre cose rotanti di un certo sig. Norris!

ca

Esiste un libro molto semplice che spiega la relatività speciale, è disponibile gratuitamente e si chiama Spacetime Physics.

Per farla breve in relatività la massa è la lunghezza di un vettore in uno spazio a 4 dimensioni (spazio-tempo) in cui la distanza non si misura con il teorema di Pitagora. Questo vettore per il fotone ha lunghezza 0 (pur non essendo il vettore nullo).

Biscuits

Il fotone non ha massa, e per questo, ma non solo, non decade. Se avesse massa non raggiungerebbe la massima velocità nell’universo, ovvero la velocità della luce. Invece procede alla stessa velocità per un tempo infinito, tanto è vero che è unita di misura per le distanze stellari. Il fotone é il quanto di luce, un po’ particella ed allo stesso tempo onda elettromagnetica. Non si tratta di opinioni, è il funzionamento dell’universo. La fisica delle particelle quantiche prevede frequentemente l’assenza di massa per le interazioni elettromagnetiche. Altrimenti l’universo non esisterebbe, vedasi i borsoni di Higgs che hanno permesso alla materia di avere massa. Ripeto: bisogna conoscere la materia, altrimenti si prendono dei sonori abbagli.

Giuseppe Pezzillo

Tempo fa avevo letto una cosa a riguardo della massa dei fotoni.
Che la luce emessa da una qualunque sorgente luminosa... esempio una lampadina, emettesse secondo la legge di Einstein sulla relatività una certa energia nel tempo uguale al prodotto della massa per la velocità della luce al quadrato.

In altre parole, secondo la formula
E = MC2
M = E/C2

E quindi dato che C2 molto ma molto grande fosse al numeratore, generasse la infinitesima quantità di massa che la lampadina emettesse in termini di fotoni nell'arco di quel tempo.

Interessante visione. Tuttavia se così fosse, non mi tornerebbe da dove dovrebbe arrivare sta massa visto che a mio modo di veder la cosa, la lampadina è un sistema chiuso.

ca

Ti risulta che il fotone decade? No. Segno che non ha massa.
Inoltre la teoria della curvatura funziona, e le onde gravitazionali ne sono la prova, esse sono infatti possibilli SOLO nello spaziotempo.

Biscuits

Il buco nero della fame :-)

Biscuits

Con tutto il rispetto, il fotone non ha massa e viene distorto in quanto onda elettromagnetica. Consiglio una laurea in fisica delle particelle.

Francesco Renato

Comunque sia, è evidente che la luce è sensibile alla gravitazione e quindi è dotata di massa, questa verità non può essere smentita con il trucco da ciarlatani della curvatura dello spazio.

Ho preso un panpizza con speck, bufala e salsa rosa.
L'ho gustato con soddisfazione.
(Non avevo voglia di tenere in mano fette di pizza bollente, come l'altra volta)
;)

Scrofalo

A proposito... la 4 stagioni poi l'hai mangiata

Funghi champignon. :D

Scrofalo

Ecco perché mi era venuta fame

Uno che non sa nulla di processi distorsivi della luce, vede solo due funghetti rotanti.
:D

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