Autor Tópico: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?  (Lida 2887 vezes)

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Offline Iconoclasta SP

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O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Online: 02 de Junho de 2008, 17:37:08 »
Andei lendo sobre buracos-negros e me parece que eles possuem a capacidade de "arrancar" um dos fótons/anti-fótons que formam o par de partículas virtuais que surgem espontâneamente devido à flutuação quântica no vácuo.

Bom, se ele tem mesmo essa capacidade, ele literalmente emitiria uma quantidade ínfima de energia a partir de um local onde a energia era zero inicialmente. Essa energia seria o parceiro "perdido" do par de partículas virtual que não vai para o centro do buraco negro, mas fica no espaço conhecido.

Vamos supor que tudo isso é verdade.

Se consideramos a área de um buraco negro, essa energia emitida seria algo considerável? A energia que um buraco-negro capta pela atração gravitacional é contra-balanceada pelo total de "fótons de Hawking" que ele emite durante sua existência? Em caso do buraco-negro ficar em "jejum", sem ser alimetnado por mais matéria, ele continua emitindo fótons e gerando energia a partir do nada?

Seria Deus um buraco-negro? heheeh

Offline Unknown

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #1 Online: 02 de Junho de 2008, 20:17:20 »
Acho que houve uma confusão aqui. Não é o buraco negro que emite os fótons. O que acontece é que os pares de partículas que se formam, seguem trajetórias diferentes por um certo tempo até que se encontrem novamente e se anulem. Mas, no caso desse par se formar nas vizinhanças de um buraco negro, pode ocorrer de uma das partículas cruzar o horizonte de eventos e, como conseqüência, ficar presa no buraco negro. Nesse caso, a partícula do par que permaneceu fora, ficaria livre e seguiria uma trajetória qualquer. Assim, olhando de fora, tem-se a impressão de que a emissão é oriunda do buraco negro, mas na verdade é oriunda de sua vizinhança.

Se consideramos a área de um buraco negro, essa energia emitida seria algo considerável?

É suficiente a ponto de podermos detectá-la daqui. É por causa dessa emissão que conseguimos detectar os buracos negros.

Citação de: Iconoclasta
A energia que um buraco-negro capta pela atração gravitacional é contra-balanceada pelo total de "fótons de Hawking" que ele emite durante sua existência?

Sim, de maneira que a soma total seja nula.

Citação de: Iconoclasta
Em caso do buraco-negro ficar em "jejum", sem ser alimetnado por mais matéria, ele continua emitindo fótons e gerando energia a partir do nada?

Não, porque o par de partículas tende a se encontrar e se aniquilar mutuamente.

Bom, se entendi direito "O universo numa casca de noz", é isso. De qualquer jeito, é melhor esperar por algum dos físicos do fórum (SnowRaptor, Angelo Melo, Dr. Manhattan, DBohr, Thufir Hawat e etc) que com certeza entendem disso bem mais que eu e podem explicar melhor.

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Offline Laura Demarchi

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #2 Online: 10 de Junho de 2008, 13:48:31 »
Massa gera gravidade, a gravidade não consome a massa, logo.....
UM MOTOCONTÍNUO?

Sim, eu penso que há um problema de lógica neste raciocinio, alguém poderia me ajudar?

beijos
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Offline Dr. Manhattan

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #3 Online: 10 de Junho de 2008, 14:44:39 »
Massa gera gravidade, a gravidade não consome a massa, logo.....
UM MOTOCONTÍNUO?

Sim, eu penso que há um problema de lógica neste raciocinio, alguém poderia me ajudar?

beijos

Temo que o que você afirmou acima não faz muito sentido.

Acho que vocês se referem a máquinas de moto perpétuo ou equivalentes. Essas são máquinas ideais que ou
a) Permitem a realização de trabalho sem um input de energia, isto é, ela cria energia do nada ou,
b) Podem operar indefinidamente, convertendo energia térmica totalmente em trabalho.

Uma análise desses tipos de máquinas mostra que as do tipo (a) violam a Primeira Lei da Termodinâmica (que
basicamente afirma a conservação da energia),  e são conhecidas como moto perpétuos de primeira espécie, enquanto as do tipo (b) violam a Segunda Lei, e são as de segunda espécie. Uma maneira de enunciar a Segunda Lei é dizendo que parte da energia fornecida
a um motor é sempre convertida em calor, que não pode ser reaproveitado para realizar trabalho. Nenhuma dessas leis é
violada por um buraco negro - que eu saiba.
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Alan Watts


Offline Buckaroo Banzai

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #5 Online: 11 de Junho de 2008, 02:08:50 »
Se consideramos a área de um buraco negro, essa energia emitida seria algo considerável?

É suficiente a ponto de podermos detectá-la daqui. É por causa dessa emissão que conseguimos detectar os buracos negros.

:/ Acho que não. Na WP diz que tal radiação jamais foi observada, e, tanto quanto sei, detecta-se os BNs principalmente pelo efeito da gravidade no caminho da luz...



Citar
Citação de: Iconoclasta
Em caso do buraco-negro ficar em "jejum", sem ser alimetnado por mais matéria, ele continua emitindo fótons e gerando energia a partir do nada?

Não, porque o par de partículas tende a se encontrar e se aniquilar mutuamente.

Segundo a teoria da radiação de Hawking, na verdade "sim". Entre aspas porque, ele não está "gerando" energia do nada, só expelindo uma parte da energia/matéria que ele já tinha contido uma vez, e, teoricamente, isso poderia levá-los a "evaporarem" completamente.

Offline Biro

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #6 Online: 11 de Junho de 2008, 11:01:38 »
"Massa gera gravidade, a gravidade não consome a massa, logo.....
UM MOTOCONTÍNUO?"

Até que faz algum sentido. Mas, depois que você usa essa energia uma vez, para usa-la novamente teria que por o objeto na posição anterior e isso consumiria a mesma energia já que a força é contraria ao campo gravitacional. Eu nem preciso dizer isso aqui. Mas o fato é que essa afirmação de Lara nos dá a intuição de que deve haver algum modo não trivial de direcionar essa energia. Mas não há nenhum metodo conhecido pelo homem de manipular a gravidade. Sendo assim não adianta imaginar varios modo de como aproveitar a gravidade, pois pelo teorema de Stokes vemos que a energia é conservada, não importa o caminho pelo qual o objeto percorra.
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Offline Diego

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #7 Online: 11 de Junho de 2008, 11:27:00 »
Não foi dessa vez que a 2ª lei da termodinâmica foi refutada.

Ponto pro Newton!

Offline Buckaroo Banzai

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #8 Online: 11 de Junho de 2008, 12:24:11 »
Até que faz algum sentido. Mas, depois que você usa essa energia uma vez, para usa-la novamente teria que por o objeto na posição anterior e isso consumiria a mesma energia já que a força é contraria ao campo gravitacional. Eu nem preciso dizer isso aqui. Mas o fato é que essa afirmação de Lara nos dá a intuição de que deve haver algum modo não trivial de direcionar essa energia. Mas não há nenhum metodo conhecido pelo homem de manipular a gravidade. Sendo assim não adianta imaginar varios modo de como aproveitar a gravidade, pois pelo teorema de Stokes vemos que a energia é conservada, não importa o caminho pelo qual o objeto percorra.

Não entendi bem o ponto de "precisar por o objeto na posição anterior". Um buraco negro (ou qualquer objeto com gravidade considerável) vai atrair mais massa pela força gravitacional que exerce, e isso fará com que aumente a sua força gravitacional, não que diminua. De certa forma, quanto mais trabalho realiza, mais trabalho tem o potencial de realizar.

Não quer dizer que viole leis ou qualquer coisa, mas a menos que não entendamos o conceito de "moto perpétuo" como algo que necessariamente implica em violações de leis (característica não implícita no termo), talvez a gravidade de modo geral seja um jeito de se ter os únicos moto-perpétuos fisicamente possíveis.

Se não me engano, tem um livro do Paul Davies em que ele fala algo meio parecido, que a gravidade é meio peculiar, em alguns aspectos. Por exemplo (não julguem o Paul Davies pelo meu exemplo, já faz um tempão que li e posso estar falando bobagem), com aquela coisa toda de correlação entre desorganização e entropia, uma nuvem de matéria precursora de um sistema solar tem mais energia e menos organização que um sistema solar formado; num sistema solar formado há menos energia (ao menos de certa forma) disponível para trabalho (já utilizada na sua própria formação), mas há maior organização. Mas no "de certa forma" que entra esse aspecto peculiar da gravidade. A massa não foi perdida, e apesar do trabalho realizado, da organização que resultou no sistema solar, ainda há dentro de um certo perímetro a mesma massa e a mesma força gravitacional, mas apenas mais localizada/organizada. A força de certa forma se mantém, apesar de ter sido usada para trabalho.

Numa outra viagem delirante minha, talvez seja interessante comparar com algo simples, mas [aparentemente] diferennte nesse aspecto; uma pilha. Uma pilha se esgota na medida em que sua força é usada; já a força gravitacional de certa forma é "o contrário": quanto mais "usada", mais ela se concentra, não é uma ação de um "desequilíbrio gravitacional" que desaparece quando se iguala "diferenças de gravidade", mas só massa atraindo massa. (Não violando leis no sentido de criar energia "do nada" ou qualquer coisa assim, devido a esse acréscimo de massa).




Bem, espero que não cheguem ao ponto de criar uma petição para que eu não fale mais sobre física no fórum, mas compreendo se tomarem essa medida :D

Offline Dr. Manhattan

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #9 Online: 11 de Junho de 2008, 12:55:55 »
Ok, vamos esclarecer algumas coisas. Esqueçam os buracos negros por um instante (longe do horizonte de eventos, no que diz respeito
à gravidade, um buraco negro é como qualquer outra massa esférica).

Digamos que você tenha uma massa M na origem, e uma outra
massa m no infinito (eu sei, nesse caso, você pode substituir infinito por muitomuitomuitomuito longe). Além disso, suponha que
ambos estejam inicialmente em repouso. Nesse caso, a energia potential do sistema é zero, e a energia cinética também. Portanto, a
energia mecânica também é zero.

Agora imaginem que m esteja se aproximando de M. A atração gravitacional faz aumentar a velocidade de m, e portanto sua energia cinética. Só que ao mesmo tempo sua energia potencial diminui. Isso ocorre de forma que a energia mecânica
continua sendo zero (isso tudo é consequência do fato de a força gravitacional ser conservativa). Portanto, a energia ainda se conserva.*

A propósito, se fosse possível criar um "escudo de blindagem gravitacional", então poderia ser possível criar uma máquina de moto perpétuo da segunda espécie.


*Por outro lado, a conservação da energia na Relatividade Geral não é algo tão trivial. Ver, por exemplo:
http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/GR/energy_gr.html
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Alan Watts

Offline Buckaroo Banzai

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #10 Online: 11 de Junho de 2008, 13:20:10 »
:hein: OK quanto a esse ponto da indiferença de ser um buraco negro especificamente ou qualquer coisa com gravidade considerável, mas não entendi bem qual seria o ponto todo.

A energia potencial "se esgota" naquela situação específica do sistema composto por dois objetos, o "satélite" e o "principal", mas ela parece aumentar no "total", diferentemente da conversão de energia potencial em cinética por algo como uma pilha, não? Outro objeto da mesma constituição do "satélite" original (que foi "absorvido" pelo "principal", somando a sua massa à dele) dentro do campo gravitacional do "principal", sofre uma atração gravitacional um pouco mais forte do que a sofrida pelo "satélite" que foi adicionado ao "principal" da primeira vez... comparando a uma pilha, seria meio como se ela tivesse mais carga cada vez que usássemos.

Não? :|

Offline FxF

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #11 Online: 14 de Junho de 2008, 14:46:39 »
Para distanciar um objeto de outro é preciso de energia, logo a força gravitacional para um atraí-los novamente não vem de graça.
Toda e qualquer matéria já esteve unida durante o Big Bang. Nada na gravidade vem de graça, só já foi pago faz tempo.
« Última modificação: 14 de Junho de 2008, 14:49:01 por Ilovefoxes »

Offline Caio Gomes

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #12 Online: 15 de Junho de 2008, 23:21:35 »
A palavra mágica nessa discussão é Segunda Lei da Termodinamica Generalizada.
« Última modificação: 16 de Junho de 2008, 00:33:24 por Caio Gomes »

Offline SnowRaptor

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #13 Online: 16 de Junho de 2008, 01:14:18 »
Boa e velha segunda lei.


Edit: Falei merda e confundi Segunda Lei Generalizada com Princípio da Incerteza Generalizado...
« Última modificação: 16 de Junho de 2008, 23:48:12 por SnowRaptor »
Elton Carvalho

Antes de me apresentar sua teoria científica revolucionária, clique AQUI

“Na fase inicial do processo [...] o cientista trabalha através da
imaginação, assim como o artista. Somente depois, quando testes
críticos e experimentação entram em jogo, é que a ciência diverge da
arte.”

-- François Jacob, 1997

Offline Laura Demarchi

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #14 Online: 17 de Junho de 2008, 11:56:34 »
Citação de: Ilovefoxes
Toda e qualquer matéria já esteve unida durante o Big Bang. Nada na gravidade vem de graça, só já foi pago faz tempo.

Sua afirmação não encontra eco em todas as direções....O Big Bang é refutado por algumas evidências....Conclui-se então, na sua afirmaçao, que a gravidade é elastica?
Pense bem lindo, não é tão simples assim...

beijos
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Offline Caio Gomes

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #15 Online: 17 de Junho de 2008, 11:58:23 »
Desculpe Laura.

Não existe um dado que vá contra o Big Bang.

Offline Laura Demarchi

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #16 Online: 17 de Junho de 2008, 12:06:11 »
Desculpe Laura.

Não existe um dado que vá contra o Big Bang.

Você que acabou de chegar no planeta terra.....aqui verificamos que o universo não está se comportando como esparavámos no caso de um começo à lá BIG BANG....expansão acelerada e caso eu decida pesquisar, algumas cossitas más, como no caso a matéria da SCIAM sobre o fim da cosmologia....
Como foi sua viagem a planetas distântes?

Beijos
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Offline Caio Gomes

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #17 Online: 17 de Junho de 2008, 12:16:21 »
Expansão acelerada não tem nenhuma contradição com o Big Bang, Laura. Isso é um efeito pós Big Bang.

Nos dados mais avançados que temos estão os do WMAP, que podem ser vistos aqui:

http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0603449v2


ai vc vai ver que toda analise é feita com Big Bang, e também para densidade de Lambda CDM e para DE.

Offline Laura Demarchi

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #18 Online: 17 de Junho de 2008, 12:21:54 »
Citação de: Caio Gomes
Expansão acelerada não tem nenhuma contradição com o Big Bang, Laura. Isso é um efeito pós Big Bang.

AQUI=>Em 1998, dois grupos de pesquisa independentes descobriram que o Universo está se expandido de maneira acelerada --algo que ninguém esperava.

AQUI=>Já se sabia desde 1929 que o Universo estava em um movimento de expansão, que tinha iniciado com o impulso do Big Bang, a explosão que o originou. Todos achavam, porém, que a força da gravidade de toda a massa que existe no cosmo acabaria freando esse impulso alguma hora.

E eu nem precisei ir muito longe, aqui mesmo no CC tem um tópico falando a respeito..


Caio Gomes, menos vai....

beijos
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Offline Caio Gomes

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #19 Online: 17 de Junho de 2008, 12:38:07 »
Engraçado. Na ultima vez que passei aqui pelo forum, mes passado, eu tinha ficado com a impressão que você estava com vontade de aprender. Acho que me enganei mesmo.

Vamos lá: A SCIAM é uma revista de divulgação! Vc nao compara algo feito numa revista de divulgação com um artigo cientifico. Principalmente de um dos grandes grupos experimentais, que é o do WMAP. Com certeza quem vai estar errado é a SCIAM. Ponto.

Qualquer pessoa que tenha estudado RG sabe que o modelo padrão cosmologico(conhecido por ai como Big Bang) fita bem os dados, tanto de nucloesintese fundamental, como de temperatura de CMB. E é compativel com modelo de inflação de Guth, que explicaria o pq da seção espacial ser proxima a plano.

A intro do site do WMAP está escrito:

The Big Bang Model is a broadly accepted theory for the origin and evolution of our universe. It postulates that 12 to 14 billion years ago, the portion of the universe we can see today was only a few millimeters across. It has since expanded from this hot dense state into the vast and much cooler cosmos we currently inhabit. We can see remnants of this hot dense matter as the now very cold cosmic microwave background radiation which still pervades the universe and is visible to microwave detectors as a uniform glow across the entire sky

http://map.gsfc.nasa.gov/universe/bb_theory.html

Entender pq o Big Bang é essencial, e contido em qualquer modelo para o universo, passa por diversas coisas na RG. Em especial é bom entender os teoremas de Singularidades, para ver como isso está contido.

Agora alguns papers para aprender sobre o assunto:
http://arxiv.org/abs/0708.4231
http://arxiv.org/pdf/0803.0982v1

Offline Laura Demarchi

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #20 Online: 17 de Junho de 2008, 12:51:43 »
Citação de: Caio Gomes
Engraçado. Na ultima vez que passei aqui pelo forum, mes passado, eu tinha ficado com a impressão que você estava com vontade de aprender. Acho que me enganei mesmo.

Engraçado como VOCÊ se julga o dono da verdade! Mas quando o calo aperta salta longe!
O BIG BANG não é a palavra final e não pense o senhor que eu me satisfaço facilmente com algumas citações de autoridades, sou muito cética e gosto disto em mim, me faz buscar mais longe por respostas! E não gostei nada do seu tom para comigo, afinal, me chamar de ignorante por tabela é ATAQUE PESSOAL!
Se quer afirmar que a sua conclusão seja o BIG BANG e é o suficiente para você, ótimo, mas não me empurre como verdade o que não sabemos com certeza ainda!

Passar bem....
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Offline Dbohr

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #21 Online: 17 de Junho de 2008, 13:15:18 »
Lara,

Você não precisa acreditar no Big Bang se não quiser. Mas se o BB não é a "palavra final" (e lembro a você que nenhuma teoria nunca é), ele está muito bem estabelecido. Existem refinamentos no modelo sendo feitos a todo momento, e os dados do WMAP que o Caio postou são de fato a coisa mais recente e precisa que temos. E não parecem indicar que o BB está em perigo de ser substituído. Pelo menos por enquanto.

De mais a mais ninguém precisa se exaltar, certo? :-)

Offline Buckaroo Banzai

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #22 Online: 17 de Junho de 2008, 15:01:25 »
Eu não sou nem "pró" nem "contra" big-bang, como leigo interessado... a minha "posição" é mais ou menos "agnóstica"... se me perguntassem se "acredito" no BB, diria que "é  mais ou menos o que é defendido pelo mainstream atualmente"... mas ainda não me é bem acessível o debate a ponto de entender porque a posição do mainstream é merecida (ou vice-versa, se a situação fosse a inversa), ou se tem um papel significante de um fenômeno sócio-psicológico aí. Qualquer dia tenho que ler mais o forum do BA&UT, devem haver debates interessantes a esse respeito por lá.

Offline Buckaroo Banzai

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #23 Online: 17 de Junho de 2008, 15:02:51 »
Boa e velha segunda lei.


Edit: Falei merda e confundi Segunda Lei Generalizada com Princípio da Incerteza Generalizado...

Vocês poderiam fazer a mesma afirmação, mas de forma que ficasse mais acessível aos não-iniciados? :D

Offline Caio Gomes

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Re: O Buraco-Negro é um Motocontínuo?
« Resposta #24 Online: 17 de Junho de 2008, 18:03:02 »
Uma pequena história:

Aproxime  um balde de lixo, bem perto do horizente do buraco negro. O sistema tem uma entropia. Se agora vc jogar o lixo no buraco negro, o lixo sumiu, e portanto a entropia teria diminuido. Isso não pode acontecer. Isso nos mostra que o buraco negro precisa ter uma entropia.

Agora considere que as particulas estão saindo do buraco negro(um isolado). De maneira resumida a Segunda Lei da Termodinamica Generalizada diz que o sistema buraco negro +campo de hawking tem entropia maior que só o buraco negro, ou seja, ela aumenta.

 

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