Stelle.

Area riservata alla discussione di argomenti concettuali di fisica, non necessariamente legati ad uno specifico problema
Avatar utente
f.o.x
Messaggi: 87
Iscritto il: 20 dic 2009, 14:16
Località: Bracciano (RM)

Re: Stelle.

Messaggio da f.o.x » 11 dic 2010, 0:01

L'energia si conserva, quindi

Dove K è l'energia cinetic, U quella potenziale, X è l'energia emessa sottoforma di radiazione. Poniamo ora che alla fine tutta l'energia potenziale sia stata spesa, e che quindi , ciò corrisponde a dire R=0. Senza considerare le conclusioni a cui si va incontro come buchi neri e cose del genere, possiamo anche dire che , quindi il tutto si riduce a che quindi ci possiamo ricavare conoscendo R de sole, e il u periodo.
Se ora approssimiamo il sole ad un corpo nero possiamo ricavarci la potenza con la quale emette luce, e avendo anche X, il tempo in cui per così dire il sole ha vissuto. Questo è minore dell'età del sistema solare. Se il ragionamento è giusto, ora la domanda è: ma che razza di amici ho?? :D

Pigkappa
Messaggi: 1731
Iscritto il: 11 gen 2009, 14:58
Località: Londra

Re: Stelle.

Messaggio da Pigkappa » 11 dic 2010, 0:16

Eagle ha scritto:il sole per aumentare la sua energia cinetica di rotazione (dovuta al collasso), trasforma un'altra forma di energia in essa, cioè l'energia gravitazionale. Con questo si dimostra che il sole perdendo energia potenziale, aumenta quella di rotazione (conservazione dell'energia) e, dunque, la perdita di energia potenziale , poiché si trasforma in energia di rotazione
Io non capisco come mai, ma ho l'impressione che in troppi casi ci siano problemi di logica elementare più che di fisica... Praticamente hai fatto questo ragionamento:

La velocità di rotazione del Sole aumenta nel tempo ===> L'energia cinetica dovuta alla rotazione aumenta nel tempo ===> Tutta l'energia potenziale gravitazionale diventa energia di rotazione ===> L'energia potenziale persa non può essere emessa, perchè è andata tutta nella rotazione.

f.o.x ha scritto:Questo è minore dell'età del sistema solare.
Cercavo di arrivare a qualcosa del genere (anche se non capisco come vuoi calcolare la luminosità solare; è meglio misurarla, visto che si può fare...), ma quello che dici non funziona... Se alla fine hai speso "tutta" l'energia potenziale, cioè sei arrivato a raggio nullo, questa energia è infinita (, dove C è un numero (3/5 se ricordo bene), con R che tende a zero) e ti viene un tempo infinito.
"Per un laser, si passa da temperature positive a temperature negative non passando attraverso 0 K, ma passando attraverso l'infinito!" (cit.)
"Perché dovremmo pagare uno scienziato quando facciamo le migliori scarpe del mondo?" (cit.)

Avatar utente
Loren Kocillari89
Messaggi: 173
Iscritto il: 16 gen 2009, 18:37

Re: Stelle.

Messaggio da Loren Kocillari89 » 11 dic 2010, 0:23

Pigkappa ha scritto:Non c'entra direttamente e, soprattutto, non possiamo parlare in dettaglio di quello che succede a una stella che muore (primo: perchè sono cose che io mi devo ancora vedere per bene; secondo: perchè sono cose che non potrebbe capire chi fa le olimpiadi). Magari diremo qualcosa più avanti su questo...
Ma è ovvio che nessuno è mai andato a vedere che cosa c'è dentro un buco nero..magari un giorno ci arriveremo, però sta di fatto che se io suppongo che la gravità attira il corpo dentro sé stesso, devo supporre che dopo un pò ci sia qualcosa che contrasti tale attrazione. se niente lo contrasta è lecito ipotizzare che il corpo, dopo un pò, collassi completamente su sè stesso. Deduzione.

Pigkappa ha scritto:Forse da questo qualcosa ci si può ricavare, ma non so se basta a dimostrare che l'energia non viene dalla contrazione gravitazionale. Comunque il tuo amico potrebbe benissimo non fidarsi e dire che il Sole si sta contraendo, ma ad una velocità così lenta che non ce ne accorgiamo.
infatti a questo c'avevo pensato e all'amico avrei mostrato dei dati su stelle "vecchie" che dimostrano tale fatto. Ovvero che con il tempo il collasso della stella è decelerato nettamente fino a fermarsi, in media, ad un certo raggio. Questo significa che c'è stato una forza che l'ha fermato o rallentato infinitamente.

Pigkappa ha scritto:No: se si tratta di una forza che ha il solo effetto di contrastare la contrazione gravitazionale, allora non consuma energia: quando non si muove niente, il lavoro (che è legato allo spostamento) è nullo. Le forze statiche non consumano energia.
No infatti qua mi correggo e dico all'amico che non c'è consumo di energia per il movimento, tuttavia c'è una forza che reagisce alla gravità e si può supporre che tale forza sia dovuta a causa di un'energia/vincolo costante che poi si rivelerà la fusione

Pigkappa ha scritto:Il tuo amico non sa cosa sia una stella di neutroni, e non credo che tu gli possa dimostrare che al centro delle stelle può venire una stella di neutroni (prima che ci provi: no, non puoi, bisogna sapere alcune cose che non sai).
Ma le mie sono conoscenze a livello divulgative sotto questo aspetto. Infatti ho letto che sotto certe condizioni di forte attrazione l'unica cosa che possa respingere la forte gravità e la pressione prodotta dai neutroni stessi. Dopodichè si passa al buco nero, ma assolutamente non avrei le carte in mano per dimostrarlo matematicamente... :(
Pigkappa ha scritto: "poichè non si contrae tanto, allora c'è una stella di neutroni oppure ci sono delle reazioni nucleari" non è molto logica...
mai scritto!XD kmq in parole povere se la stella non è buco nero ma nemmeno illumina allora rientra nella categoria dei "stelle a neutroni"(qua ci starebbero anche le nane bianche, brune, bionde..), altrimenti rientra tra quelle in fase di declino/morte(cioè nel momento in cui si sta consumando anche il ferro).

Pigkappa ha scritto: Come fai a dimostrare al tuo amico che la massa del Sole diminuisce di qualche % nella sua vita? Lo pesi a due istanti diversi?
si potrebbe fare e si vedrebbe che è quasi insignificante rispetto alla massa totale del sole. Quindi, se l'amico si fida dei dati quali costanti universali, non vedo perchè non dovrebbe fidarsi anche degli studi che si sono fatti e mostrano tale risultato. Poi, come sono stati presi questi dati è un altro conto, nel senso che se per prendere questi dati si deve "ipotizzare" che è proprio la fusione la responsabile dell'energia, allora tutto il ragionamento cade..ma è un fatto esterno al problema
Pigkappa ha scritto: Beh, non è una cosa molto dimostrabile questa... Non è neanche detto che sia vera; nelle stelle di enorme massa, mi pare che una grande quantità di materia venga portata via dal vento stellare...
si non è da escludere. ma dati alla mano gli dico che tale fenomeno è circa una frazione su un miliardo della massa persa dal sole..
Pigkappa ha scritto:Faccio finta di non aver letto
Immagina di prendere due atomi, di idrogeno. Ora falli mettere a distanza vicina. molto vicina, in modo tale che si risentano a vicenda. L'interazione aumenterà giustamente con l'avvicinamento degli atomi. Si arriverà ad un punto tale che la forza repulsiva tra protoni sarà enorme. Se io le lascassi andare ora le particelle che hanno acquisito un'energia gigantesca andranno a velocità grandissime che, se dovessero urtare quelcosa, libererebbero un energia spropositata.
Ora prendi la fusione nucleare, che cosa sai di questa? che gli atomi da 2 diventano uno, più rilascio di non ricordo cosa, e soprattutto rilascio di energia. Esattamente come nel caso in cui rilascio le palline, in entrambi i sistemi si ha un contenuto di energia (nell'uno energia potenziale nell'altra in atto) ed in entrambi si ha che da due atomi diventa uno solo, infatti nel caso dei due atomi separati da una distanza minuscola basta dire di porre un vincolo che li tenga vicini (magari tramite una trappola elettrica..)
Kmq tutto questo è un modello secondo il quale io posso considerare all'inizio solo l'interazione elettromagnetica ma poi avvicinando i nuclei ancora di più, l'energia accumulata è così intensa che , se liberata, in pratica "è come se" fosse dovuta da un'esplosione nucleare.
Oi, io ci ho provato magari è una cretinata, ma come modello mi aiuta molto a visualizzare e e mettere in rapporto tra loro la fusione con il collasso gravitazionale.
La fisica è come il sesso: certamente può fornire alcuni risultati pratici, ma non è questo il motivo per cui lo facciamo!
-Richard Feynman

Pigkappa
Messaggi: 1731
Iscritto il: 11 gen 2009, 14:58
Località: Londra

Re: Stelle.

Messaggio da Pigkappa » 11 dic 2010, 0:31

Loren Kocillari89 ha scritto:Ma le mie sono conoscenze a livello divulgative sotto questo aspetto.
Rispondo solo a questo; l'obbiettivo di questo topic (e un obbiettivo delle olimpiadi di fisica, ed un obbiettivo dello studiare fisica in generale) è quello di non usare le conoscenze divulgative, ma di usare con un certo rigore le cose che si conoscono bene. Le cose che si sanno a livello divulgativo sono una serie di nozioni che ci hanno inculcato e potrebbero essere benissimo false. Se ti avessero detto che dentro le stelle supermassicce si può formare una stella di protoni invece che di neutroni, tu non avresti avuto modo di controbattere ed avresti dovuto credere ad una cosa falsa.

Invece quello che vorrei è una risoluzione del problema usando nozioni di fisica di cui potete avere il controllo, e dati che si possono misurare facilmente o sono molto noti (la frazione di massa persa dal Sole nella sua vita, che è stata ricavata recentemente e con modelli complicati, ad esempio, non è uno di questi dati). Cosa succede dentro al nocciolo di una stella non lo potete sapere, e se lo sapete perchè qualcuno ve l'ha detto senza dimostrarvelo non lo potete usare; molte altre cose le sapete e potete usarle con sicurezza.
"Per un laser, si passa da temperature positive a temperature negative non passando attraverso 0 K, ma passando attraverso l'infinito!" (cit.)
"Perché dovremmo pagare uno scienziato quando facciamo le migliori scarpe del mondo?" (cit.)

Avatar utente
f.o.x
Messaggi: 87
Iscritto il: 20 dic 2009, 14:16
Località: Bracciano (RM)

Re: Stelle.

Messaggio da f.o.x » 11 dic 2010, 1:03

Siccome sto dando i numeri dico quest'ultima cosa e poi vi do tregua.
Se tutta l'energia emessa sottoforma di radiazione luminosa è data dalla variazione dell'energia potenziale, allora possiamo dire che . Questa X può essere misurata, e espressa come potenza. Qundi possiamo sapere quanta X è stata emessa in un decennio, o da quando il sole viene osservato. possiamo quindi dire
Quindi il raggio dovrebbe variare di una certa quantità (spero) apprezzabile nell'arco di decenni, o da quando viene misurato il raggio del sole per spiegare l'emissione dell'energia X in questo tempo. Ma dalle osservazioni risulta che il raggio del sole non varia di così tanto, e quindi la variazione dell'energia potenziale non spiega la potenza d'irraggiamento del sole.
Non so però se il raggio del sole viene monitorato da tanto, e con una certa preisione, da dimostrare che non varia abbastanza nel tempo da poter fornire un'energia X. :?

Avatar utente
Loren Kocillari89
Messaggi: 173
Iscritto il: 16 gen 2009, 18:37

Re: Stelle.

Messaggio da Loren Kocillari89 » 11 dic 2010, 1:26

Ok Pigkappa ma quella stella a neutroni o protoni o chicchessia non è il fulcro del mio discorso come hai potuto osservare. Però sarebbe anche utile formulare tutte le ipotesi e quindi escludere tutto ciò di cui non potremmo essere a conoscenza diretta. Infatti io la perdita di massa me la davo scontata esattamente come ad esempio piuò essere la misura della potenza emmessa dal sole..Ma sono tutti punti di vista :D Ipotesi diverse...

Kmq carina l'idea dell'incontentabile amico rompiscatole :D se egli ha altre domande del genere siamo a sua disposizione
La fisica è come il sesso: certamente può fornire alcuni risultati pratici, ma non è questo il motivo per cui lo facciamo!
-Richard Feynman

Avatar utente
SkZ
Messaggi: 127
Iscritto il: 12 gen 2009, 3:36

Re: Stelle.

Messaggio da SkZ » 11 dic 2010, 7:28

:shock: :shock: :shock: :shock: :shock:
ragazzi, piano con le... "inesattezze" :evil:

1) per rispondere alla domanda iniziale di Pigkappa: tempo di Kelvin-Helmholtz. Ovvero quanto vivrebbe il Sole con la luminosita' attuale se la fonte energetica fosse solo la contrazione.
2) le stelle in presequenza sono un esempio di corpi che emettono per collasso.
generalmente si puo' ritenere il teorema del Viriale valido ergo meta' dell'energia di contrazione va in energia cinetica del gas, ovvero energia interna, ergo calore.
3) equilibrio idrostatico, dove pressione del gas piu' quella di radiazione (in stelle massicce la pressione di radiazione e' buona parte)
4) le stelle di neutroni emettono e non poco. Anche come corpi neri. Le nane bianche poi in modo particolare (altrimenti non si chiamerebbero "bianche" ;) : temperatura superficiale di 10.000K)

PS: il Sole e' in contrazione, cmq ;)

Pigkappa
Messaggi: 1731
Iscritto il: 11 gen 2009, 14:58
Località: Londra

Re: Stelle.

Messaggio da Pigkappa » 11 dic 2010, 13:44

Loren Kocillari89 ha scritto:Però sarebbe anche utile formulare tutte le ipotesi e quindi escludere tutto ciò di cui non potremmo essere a conoscenza diretta. Infatti io la perdita di massa me la davo scontata esattamente come ad esempio piuò essere la misura della potenza emmessa dal sole..Ma sono tutti punti di vista :D Ipotesi diverse...
La fisica non è solo risolvere problemi in cui le ipotesi sono formulate precisamente e la tesi pure... Bisogna anche essere in grado di distinguere quali cose si sanno facilmente e quali vengono fuori da modelli complicati e recenti.

Se uno studente chiede ad un professore se c'è un modo semplice per capire che l'energia irraggiata non è solo energia potenziale gravitazionale, e lui gli risponde con un mescolone sulla velocità di rotazione + la % di massa del Sole che si consuma + le stelle di neutroni, non è un gran professore...


Comunque, visto che SkZ ha praticamente dato la risposta, formulo il problema in modo preciso: supponendo =costante, stimare da quanto tempo il Sole irraggia energia. I valori delle costanti (, e tutto quello che vi serve) dovreste trovare un modo di stimarli a partire da leggi e costanti che vi ricordate (spero vi ricordiate ).
"Per un laser, si passa da temperature positive a temperature negative non passando attraverso 0 K, ma passando attraverso l'infinito!" (cit.)
"Perché dovremmo pagare uno scienziato quando facciamo le migliori scarpe del mondo?" (cit.)

AxxMan
Messaggi: 153
Iscritto il: 6 feb 2010, 18:02

Re: Stelle.

Messaggio da AxxMan » 11 dic 2010, 16:59

L'energia potenziale gravitazionale di una stella rappresenta il lavoro necessario dall'esterno per raggiungere la data configurazione. Il lavoro è negativo perchè l'ipotetica forza che lo produce agisce contro il verso di quella gravitazionale: quest'ultima è attrattiva e porta ad un indefinito avvicinamento se non ci fosse qualcosa a contrastarla. Allora questo lavoro è energia tolta al sistema, quindi dire quant'è l'energia potenziale di una stella significa dire quanta energia ha perso secondo questo modello.
Supponendo che questa sia tutta riversata nell'universo come radiazione e dividendo per la luminosità della stella supposta costante, si ottiene il tempo massimo di vita della stella.
Allora abbiamo che l'energia potenziale è l'integrale delle energie potenziali di ogni guscio La massa del sole si può ricavare dalla seconda legge della dinamica applicata alla forza tra esso e la terra, il raggio del sole sfruttando l'ampiezza angolare del disco nel cielo e la distanza terra-sole. La luminosità si può misurare oppure si può calcolare sapendo il raggio e stimando la temperatura, e risulta 3.839*10^26 J, allora è dell'ordine delle decine di milioni di anni

Avatar utente
SkZ
Messaggi: 127
Iscritto il: 12 gen 2009, 3:36

Re: Stelle.

Messaggio da SkZ » 11 dic 2010, 19:22

18 milioni circa ;)
e dalla geologia e paleontologia si sa che il sole e' costante da almeno un miliardo di anni, oltre a sapere che la Terra ha 4.5 miliardi di anni

Rispondi