1. Buchi neri
A cura di:
Antonella Capurso
Morena Curci
Arianna De Bellis
Daniela Ventaglini

2. RELATIVITA’ GENERALE

3. CURVATURA DELLO SPAZIO
Singolarità di Schwarzchild

4. ..la formazione..
Verso il termine del proprio ciclo vitale nel nucleo della stella si
arrestano le reazioni nucleari. La forza gravitazionale, che prima
era in equilibrio con la pressione generata dalle reazioni di fusione
nucleare, prevale e comprime la massa della stella verso il suo
centro. Quando la densità diventa sufficientemente elevata può
innescarsi la fusione nucleare dell’elio, in seguito alla quale c’è la
produzione di litio, azoto e altri elementi. Durante questa fase la
stella si espande e si contrae violentemente più volte, espellendo
parte della propria massa. In seguito le reazioni cambiano a
seconda delle differenti grandezze delle stelle.
Si fermano ad un certo punto e si spengono, raffreddandosi e
contraendosi lentamente, attraversano lo stadio di nana bianca (stella
con scarsa luminosità ma con densità elevata) e nel corso di milioni di
anni diventano una sorta di gigantesco pianeta
STELLE PIU’ PICCOLE
Se compresse da una gigantesca forza esterna potrebbero in
teoria collassare e generare un orizzonte degli eventi molto
piccolo. (Questa ipotesi è ancora completamente speculativa e
non ci sono indizi che buchi neri di questo tipo esistano)

5. STELLE PIU’ GRANDI DEL LIMITE DI
CHANDRASEKHAR(1.4 volte superiore la
massa solare)
-Le reazioni possono arrivare possono
arrivare fino alla sintesi del ferro
- il nucleo della stella diventa una massa
inerte di ferro e non presentando più
reazioni nucleari non c’è più nulla in grado
di opporsi al collasso gravitazionale
- la stella subisce una contrazione
fortissima, che fa entrare in gioco la
pressione di degenerazione
-la pressione di degenerazione arresta il
processo di contrazione e potrebbe
provocare una gigantesca
esplosione,durante la quale quel che resta
della stella espelle gran parte della propria
massa che si disperde nell’universo
circostante
-se la sua massa è abbastanza piccola da SE LA STELLA SUPERA LE TRE MASSI SOLARI..
permettere alla pressione di Niente può contrastare la forza gravitazionale quindi la
degenerazione di contrastare la forza di densità della stella morente, ormai diventata un buco nero,
gravità si arriva ad una situazione di raggiunge velocemente valori tali da creare un campo
equilibrio: si forma una stella di neutroni. gravitazionale talmente intenso da non permettere a nulla di
-la stella di neutroni può rubare massa alla sfuggire alla sua attrazione, neppure alla luce.
sua vicina fino a superare la massa di
Chandrasekhar e collassare

6. Buco nero
di Schwarzschild
È la soluzione più semplice, in
quanto riguarda oggetti non
rotanti e privi di carica
elettrica, ma è anche
piuttosto improbabile nella
realtà, poiché un oggetto
dotato anche di una minima
rotazione, una volta contratto
in buco nero deve aumentare
enormemente la sua velocità
angolare in virtù del principio
di conservazione
del momento angolare.

7. Buco nero di Kerr
Deriva da oggetti rotanti e privi
di carica elettrica, caso che
presumibilmente corrisponde
alla situazione reale. Buco nero
risultante dal collasso di una
stella in rotazione nel quale la
singolarità non è più un punto,
ma, a causa della rotazione,
assume la forma di un anello.
Per questa ragione si
formeranno non uno ma due
orizzonti degli eventi distinti. La
rotazione del buco nero fa si che
si formi la cosiddetta ergo sfera.
Questa è la zona
immediatamente circostante
all'orizzonte esterno causata
dall'intenso campo
gravitazionale dove lo spazio-
tempo oltre ad essere curvato
Come si vede la struttura interna di un buco nero rotante è più complessa di quella del
entra in rotazione trascinato caso statico e ciò si riflette anche nella forma della singolarità: lì dove vi era un punto
dalla rotazione del buco nero privo di dimensioni ara appare un anello piatto che è possibile attraversare! La presenza di
come un gigantesco vortice. un secondo orizzonte degli eventi scherma le regioni tra i due orizzonti degli eventi dagli
effetti della singolarità centrale ad anello, per cui anche nel modello di Kerr la singolarità è
ben nascosta all'interno del buco nero. Tuttavia nel caso di un aumento del momento
angolare, i due orizzonti tendono a convergere fino a scomparire nel caso di un buco nero
massimo, rivelando così la singolarità centrale.

8. Buco nero di Kerr-
Newman
Riguarda la situazione in cui si ha sia
rotazione che carica elettrica, ed è la
soluzione più generale. Si noti che in
tale situazione lo spazio tempo non
sarà asintoticamente piatto, a causa
della presenza del campo
elettromagnetico.
Buco nero di Reissner-
Nordström
È il caso di un buco nero dotato di carica
elettrica ma non rotante. Valgono le stesse
considerazioni fatte sul buco nero di Kerr-
Newman a proposito del comportamento
asintotico.

9. Mettendo in dubbio l’esistenza dei buchi neri
si sono formulate una serie di IPOTESI Stelle nere
ALTERNATIVE
STELLE NERE - Esse sarebbero corpi
molto densi come buchi neri ma privi
di orizzonte degli eventi. Con questa
ipotesi non si giungerebbe ai paradossi
tipici della prima (come la perdita di
informazioni).
GRAVASTAR - Nel 2005 Chapline ne
parlò per la prima volta: questa teoria
afferma che quando un oggetto va
incontro ad un collasso gravitazionale,
nella regione di spazio in cui si trova si
genera una singolarità nello spazio
tempo.
FUZZBALL - Nel 2002 Mathur ipotizza
che esista una regione di spazio in cui
materia e radiazione possono risultare
intrappolati (come per i buchi neri) ma
l’orizzonte degli eventi non sarebbe
una superficie in senso classico.

10. PONTI SI EINSTEIN-ROSEN
Anche detti WORMHOLE sarebbero
una sorta di scorciatoia da un punto
dell’universo ad un altro che permetta
di viaggiare più velocemente di un
raggio di luce che attraversi lo spazio
normale. Il primo a parlarne fu Flamm
nel 1916 che propose una quarta
dimensione spaziale che abbreviasse
le distanze e i tempi del viaggio. 
modificando anche il tempo
Per capirne meglio il concetto si Intra-universo: connettono due punti
immagini lo spazio come una mela… dello stesso universo in un minor tempo
attraverso un tunnel gravitazionale
È possibile distinguere
sostanzialmente due
differenti tipi di cunicoli
spazio-tempo
Inter-universo: collegano un universo ad
un altro differente. Le possibili
applicazioni di questo sono il viaggio tra
universi paralleli o il viaggio nel tempo

11. Non tutti i wormhole sarebbero attraversabili perché bisognerebbe introdurre un concetto
puramente teorico quale quello della materia esotica (formata da particelle che decadono poco
dopo la loro produzione).
Per questi motivi la possibilità fisica di queste soluzioni è incerta in quanto la teoria della gravità
quantistica non ne permetterebbe l’esistenza.
Inoltre l’esistenza empirica viene ulteriormente messa in dubbio dai numerosi paradossi implicati
dai possibili viaggi nel tempo: -paradosso del nonno; paradosso dello scrittore