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Si, todo es relativo

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en General    ~    Comentarios Comments (46)

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El Video que le gustó al contertulio Pedro, lleva un buen desarrollo de los conceptos que explica

 

  1. 1
    Emilio Silvera
    el 8 de agosto del 2023 a las 5:51

    La idea de que Agujeros negros gigantes podían activar los cuásares y las radiogalaxias fue concebida por Edwin Salpeter y Yakov Borisovich Zel’dovich en 1964. Esta idea era una aplicación obvia del descubrimiento de dichos “personajes” de que las corrientes de gas, cayendo hacia un agujero negro, colisionarían y radiarían.

    Una descripción más completa y realista de la caída de corriente de gas hacia un agujero negro fue imaginada en 1969 por Donald Lynden-Bell, un astrofísico británico en Cambridge. Él argumentó convincentemente, que tras la colisión de las corrientes de gas, estas se fundirían, y entonces las fuerzas centrífugas las harían moverse en espiral dando muchas vueltas en torno al agujero antes de caer dentro; y a medida que se movieran en espiral, formarían un objeto en forma de disco, muy parecidos a los anillos que rodean el planeta Saturno: Un Disco de Acreción lo llamó Lynden-Bell puesto que el agujero está acreciendo (todos hemos visto la recreación de figuras de agujeros negros con su disco de acreción).

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  2. 2
    Emilio Silvera
    el 8 de agosto del 2023 a las 5:55

    En Cygnus X-1, en el centro galáctico, tenemos un Agujero Negro modesto que, sin embargo, nos envía sus ondas electromagnéticas de rayos X. En el disco de acreción, las corrientes de gas adyacentes rozarán entre sí, y la intensa fricción de dicho roce calentará el disco a altas temperaturas.

    En los años ochenta, los astrofísicos advirtieron que el objeto emisor de luz brillante en el centro de 3C273, el objeto de un tamaño de 1 mes-luz o menor, era probablemente el disco de acreción calentado por la fricción de Lynden-Bell.

    Normalmente pensamos que la fricción es una pobre fuente de calor. Sin embargo, puesto que la energía gravitatoria es enorme, mucho mayor que la energía nuclear, la fricción puede realizar fácilmente la tarea de calentar el disco y hacer que brille con un brillo 100 veces mayor que la galaxia más luminosa.

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  3. 3
    Emilio Silvera
    el 8 de agosto del 2023 a las 5:59

    ¿Cómo puede un agujero negro actuar como un giróscopo? James Bardeen y Jacobus Petterson de la Universidad de Yale comprendieron la respuesta en 1975: si el agujero negro gira rápidamente, entonces se comporta precisamente como un giróscopo. La dirección del eje del giro permanece siempre firme fijo e inalterado, y el remolino creado por el giro en el espacio próximo al agujero permanece siempre firmemente orientado en la misma dirección.

    Bardeen y Petterson demostraron mediante un cálculo matemático que este remolino en el espacio próximo al agujero debe agarrar la parte interna del disco de acreción y mantenerlo firmemente en el plano ecuatorial del agujero; y debe hacerlo así independientemente de cómo esté orientado el disco lejos del agujero.

    A medida que se captura nuevo gas del espacio interestelar en la parte del disco distante del agujero, el gas puede cambiar la dirección del disco en dicha región, pero nunca puede cambiar la orientación del disco cerca del agujero. La acción giroscópica del agujero lo impide. Cerca del agujero el disco sigue y permanece siempre en el plano ecuatorial del mismo.

    Sin la solución de Kerr a la ecuación de campo de Einstein, esta acción giroscópica hubiera sido desconocida y habría sido imposible explicar los cuásares. Con la solución de Kerr a mano, los astrofísicos de mitad de los años setenta estaban llegando a una explicación clara y elegante. Por primera vez, el concepto de un agujero negro como un cuerpo dinámico, más que un simple “agujero en el espacio”, estaba jugando un papel central en la explicación de las observaciones de los astrónomos.

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  4. 4
    Emilio Silvera
    el 8 de agosto del 2023 a las 6:04

    ¿Qué intensidad tendrá el remolino del Espacio cerca de un agujero negro gigante? En otras palabras, ¿Cuál es la velocidad de rotación de los agujeros negros gigantes? James Bardeen dedujo la respuesta: demostró matemáticamente que la acreción de gas por el agujero debería hacer que el agujero girase cada vez más rápido. Cuando el agujero hubiera engullido suficiente gas en espiral para duplicar su masa, el agujero debería estar girando casi a su velocidad máxima posible, la velocidad más allá de la cual las fuerzas centrífugas impiden cualquier aceleración adicional. De este modo, los agujeros negros gigantes deberían tener típicamente momentos angulares próximos a su valor máximo.

    ¿Cómo puede un agujero negro y su Disco dar lugar a dos chorros que apuntan en direcciones opuestas? De una forma sorprendentemente fácil, reconocieron Blandford, Rees y Lynden-Bell en la Universidad de Cambridge a mediados de los setenta. Hay cuatro formas posibles de producir chorros; cualquiera de ellas funcionaria, y, aquí, donde se explica para el no versado en estos objetos cosmológicos, sólo explicaré el cuarto método por ser el más interesante:

    El Agujero es atravesado por la línea de campo magnético. Cuando el agujero gira, arrastra líneas de campo que le rodean, haciendo que desvíen el plasma  hacia arriba y hacia abajo. Los chorros apuntan a lo largo del eje de giro del agujero y su dirección está así firmemente anclada a la rotación giroscópica del agujero. El método fue concebido por Blandford poco después de que recibiera el doctorado de física en Cambridge, junto con un estudiante graduado de Cambridge, Roman Znajek, y es por ello llamado el proceso Blandford-Znajet.

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  5. 5
    Emilio Silvera
    el 8 de agosto del 2023 a las 6:11

    Este proceso explicado en el comentario anterior, es muy interesante porque la energía que va a los chorros procede de la enorme energía rotacional del agujero (esto debería parecer obvio porque es la rotación del agujero la que provoca el remolino en el espacio, y es el remolino del espacio  el que provoca la rotación de las líneas de campo y, a su vez, es la rotación de las líneas de campo la que desvía el plasma hacia fuera.)

    ¿Cómo es posible, en este proceso Blandford-Znajet, que el horizonte del agujero sea atravesado por líneas de campo magnético? tales líneas de campo serían una forma de “pelo” que puede convertirse en radiación electromagnética y radiada hacia fuera, y por consiguiente, según el teorema de Price, deben ser radiadas hacia fuera. En realidad, el teorema de Price solo es correcto si el agujero está aislado, lejos de cualquier otro objeto.

    Pero el agujero que estamos discutiendo no está aislado, está rodeado de un disco de acreción. Así que las líneas de campo que surgen del agujero, del hemisferio norte y las que salen del hemisferio sur se doblarán para empalmarse y ser una continuación una de otra, y la única forma de que estas líneas puedan entonces escapar es abriendo su camino a través del gas caliente del disco de acreción. Pero el gas caliente no permitirá que las líneas de campo lo atraviesen; las confina firmemente en la región del espacio en la cara interna del disco, y puesto que la mayor parte de dicha región está ocupada por el agujero, la mayoría de las líneas de campo confinadas atravesarán el agujero.

    ¿De donde proceden esas líneas de campo magnético? Del propio disco.

    Cualquier gas en el Universo está magnetizado, al menos un poco, y el gas del disco no es una excepción. Conforme el agujero acrece, poco a poco, el gas del disco, se lleva con él líneas de campo magnético. Cada pequeña cantidad de gas que se aproxima al agujero arrastra sus líneas de campo magnético y, al cruzar el horizonte, deja las líneas de campo detrás, sobresaliendo del horizonte y enroscándose. Estas líneas de campo enroscadas, firmemente confinadas por el disco circundante, extraerían entonces la energía rotacional del agujero mediante el proceso de Blandford-Znajet.

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  6. 6
    Emilio Silvera
    el 8 de agosto del 2023 a las 6:16

    Los métodos de producir chorros (orificios en una nube de gas, viento de un embudo, líneas de campo arremolinadas ancladas en el disco, y el proceso Blandford-Znajet) actúan probablemente, en grados diversos, en los cuásares, en las radiogalaxias y en los núcleos característicos de algunos otros tipos de galaxias (núcleos que se denominan núcleos galácticos activos).

    Si los cuásares y las radiogalaxias están activados por el mismo tipo de máquina de agujero negro, ¿Qué hace que parezcan tan diferentes? ¿Por qué la luz de un cuásar aparece como si procediera de un objeto similar a una estrella, intensamente luminoso y de un tamaño de 1 mes-luz o menos, mientras que la luz de radiogalaxias procede de un agregado de estrellas similar a la Vía Láctea, de un tamaño de 100.000 años-luz?

                                                          

    Las radiogalaxias no son galaxias con forma de radio. En astrofísica extra-galáctica, denominamos radiogalaxias a aquellas galaxias activas cuya emisión es muy potente en el rango de las ondas de radio.

    Parece casi seguro que los cuásares no son diferentes de las radiogalaxias; sus “máquinas” centrales también están rodeadas de una galaxia se estrellas de un tamaño de 100.000 a.l. Sin embargo, en un cuásar el agujero negro central está alimentado a un ritmo especialmente elevado por el gas de acreción y, consiguientemente, el calentamiento friccional del disco es también elevado. Este calentamiento del disco hace que brille tan fuertemente que su brillo óptico es cientos o miles de veces  que el de todas las estrellas de la galaxia circundante juntas.

    Los astrónomos, cegados por el brillo del disco, no pueden ver las estrellas de la galaxia, y por ello el objeto parece “cuasi estelar” (es decir, similar a una estrella; como un minúsculo punto luminoso intenso) en lugar de parecer una galaxia.

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  7. 7
    Emilio Silvera
    el 8 de agosto del 2023 a las 6:19

    La región más interna del disco es tan caliente que emite rayos X; un poco más lejos el disco está más frío y emite radiación ultravioleta; aún más lejos está más frío todavía y emite radiación óptica (luz); en su región mas externa está incluso más frío y emite radiación infrarroja. La región emisora de luz tiene típicamente un tamaño de aproximadamente un año-luz, aunque en algunos casos, tales como 3C273, puede ser de un mes luz o más pequeña.

    Estas explicaciones para los cuásares y las radiogalaxias basadas en agujeros negros son tan satisfactorias que es tentador asegurar que deben ser correctas.
    Todos estos datos proceden del trabajo que fue presentado en este Blog hace algunos años en relación a lo que se creía del funcionamiento y sobre los agujeros negros gigantes.

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  8. 8
    Pedro
    el 12 de agosto del 2023 a las 10:36

    Acerca del vídeo:Lo que sigue ejemplo donde queda muy claro el despropósito de afirmar como afirma en el vídeo que depende del observador más exactamente su sistema de referencia lo que determina aquello que se mueve:

    Imaginemos una pista de atletismo sus distintos atletas así como el conjunto de 10.000 espectadores, 10 atletas inician tal competición de diez vueltas sobre la pista de cinco km de diametro ¿A quien en su sano juicio se le ocurre pensar en lo más mínimo que quienes llegan a meta son los 10.000 espectadores allí presentes a diferencia de los 10 atletas?. O dicho de otra manera “Sin sacrificio ¿hay recompensa posible?, salvo para aquellos que por medio de la especulación su único logro convertirse en cinicos”.

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  9. 9
    nelson
    el 12 de agosto del 2023 a las 19:08

    Hola muchachada.
    Lo que dice la relatividad es que un observador ubicado en un marco de referencia (b) distinto percibirá una realidad distinta que la percibida por observadores ubicados en el propio marco de referencia (a).
    ¿Cuál es la percepción correcta?; o mejor, ¿cuál es la verdadera realidad?
    Las dos son correctas; las dos son reales. Depende del marco donde se ubique el observador. Por ello se habla de Relatividad. Se dice vulgarmente “todo es relativo”. Y sí. Nada es absoluto.
    El ejemplo de la pista de atletismo no es de recibo pues los atletas se mueven a una velocidad insignificante y no es medible aunque existe una imperceptible diferencia. Siempre habrá diferencias de tiempo entre un observador estático y otro en movimiento pero este debe ser a altas velocidades para que podamos medirlo. Un
    La representación del tren y el andén es contundente.
    Se atribuye a Einstein la frase: “Si no puedes explicárselo a un niño de seis años, es que tú no lo has entendido”.
    Saludos cordiales.

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  10. 10
    Pedro
    el 13 de agosto del 2023 a las 4:24

    Perdonar que insista en lo mismo:
    Mi comentario está referido en que si tenemos un señor parado en un arcén y al igual un señor en vehículo pasando en marcha ¿Como determinar quién se mueve respecto a quien? de relativo tiene muy poco, me explico:

    Es obvio que el señor está parado desde cualquier punto de vista que lo queramos mirar, salvo respecto al giro de la tierra, u respecto al giro del sol y respecto al centro galáctico,etc ya que en estos casos se mueven al unísono ,si gira la tierra gira igualmente tal señor y así sucesivamente. Y afirmar que quien se mueve es el señor del arcén desde el punto de vista del señor del vehículo es insostenible otra cosa muy distinta es aquello que nos parece que se mueve aparentemente. Osea que para moverse de un sitio a otro implica energía y ¿Quienes son aquellos que sacrifican dicha energia? Desde luego que el señor del arcén no así como tampoco el conjunto de espectadores.

    Osea 10.000 espectadores frente a 10 atletas, es obvio que ni los 10.000 espectadores ni las gradas se mueven lo más mínimo, así como tampoco se mueven las pistas por donde corren los diez atletas, y quienes se mueven realmente son los diez atletas.

    Otro tanto ocurre respecto a afirmar como ocurre en el vídeo que el orden en que ocurren las cosas depende del sistema de referencia u observador.

    Cuálquiera de nosotros hacemos esto u aquello y en ningún caso nadie en su sano juicio puede afirmar que han sido efectuados en orden inverso desde cualquier punto de vista que lo quieran mirar , y esto de relativo tiene muy poco ni si quiera viéndolo proyectado en vídeo en sentido inverso .

    Osea que no se puede afirmar que quien se mueve depende del observador hay que tener en cuenta si o si la energía implicada de ambas partes.

    Conclusión:”Un estorrnudo y un conjunto de moléculas de un gas se parecen y mucho siempre son imprevisibles muy lejos de aquello que llamamos relativo a diferencia de un bostezo preludio del tedio”.

    Responder
  11. 11
    emilio silvera
    el 13 de agosto del 2023 a las 6:38

    Sí, la explicación del tren y del anden tiene poco espacio para disentir. Es un escenario muy fácil de entender, y, al mismo tiempo, deja muy claro cómo pueden contemplar el mismo suceso dos observadores y percibir cosas distintas, ya que, uno de ellos está estático y el otro en movimiento, lo que hace que el escenario sea tan distinto para cada uno de ellos.

    Responder
  12. 12
    Pedro
    el 13 de agosto del 2023 a las 7:36

    Claro que tienen ambos perspectivas muy distintas esa no es la cuestión sino ¿Cuál de los dos es el que realmente se mueve y no una movilidad aparente que son cosas muy diferentes?
    Ya que en el vídeo afirma que depende del sistema de referencia y de eso nada de nada ,el vehículo para desplazarse requiere gasolina a diferencia del señor del arcén que está inmóvil por tanto sin implicación de energía de ningún tipo .

    Osea el ejemplo del vehículo y el señor del arcén no sirven para na en lo relativo a transformaciones Galianas y de lorentz.ya que no explican na de na

    Responder
  13. 13
    Pedro
    el 13 de agosto del 2023 a las 7:46

    Más claro aun el señor del arcén en ningún caso recorre ni gun metro lineal a diferencia del señor del vehículo.

    Otra cosa muy distinta sería que ambos sistemas de referencia estuvieran en movieran entonces seri otro cantar .

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  14. 14
    Pedro
    el 13 de agosto del 2023 a las 7:56

    Más sencillo aún tenemos dos vehículos uno sin gasolina y otro su depósito lleno y en marcha y recorriendo tal circuito ¿Cuál de los dos recorrerá tal circuito ? O acaso un vehículo sin gasolina hay algún duende que le insufle energía sin más.

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  15. 15
    nelson
    el 13 de agosto del 2023 a las 15:20

    Hola muchachada.
    Todo lo que existe cosmológicamente se mueve de una manera u otra. Pero no es un movimiento caótico, impredecible. Se rige por las leyes de la Gravedad, incluídas en la Relatividad. Es un movimiento armónico, con la perfección de un mecanismo maravilloso de relojería.
    Tratando de resumir, el Sol, por ejemplo, con una masa inmensamente mayor a sus planetas, deforma el espacio-tiempo (que de otra forma permanecería plano) de tal manera que los planetas “ruedan” o “caen” hacia él entrando en órbita. Esto es importante: Pedro cuestiona quien se mueve con respecto a quien. Creo que la masa es la determinante. La masa o su concentración es la que determina quién se mueve con respecto a quién o quién gira en torno a quién. Todos las estructuras del Universo se mueven según este criterio: Las Grandes Murallas, los Supercúmulos, Nuestro Cúmulo Local, los agujeros negros… y también en nuestra cotidianeidad. Los 10 atletas de Pedro son los que se mueven en torno a los 10000 espectadores y de su estadio fundado sólidamente en potentes cimientos en el suelo de nuestro planeta y no al revés. Y a pesar de ello, la relatividad funciona.
    Saludos cordiales.

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