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Na íntegra a palestra de Stephen Hawking

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Na íntegra a palestra de Stephen Hawking

Mensagem por Dionísio em 23rd Maio 2014, 07:17

Acabo de ler, na íntegra e no original a palestra de Stephen Hawking, a mesma alardeada pela imprensa em total distorção. A simples leitura esclarece que o físico  não disse que os buracos negros não existem. Nesse ponto a discussão se trata da perda, ou não da informação contida naquilo que mergulhar num buraco negro:

"The point is, that from the outside, one can't be certain whether there is a black hole, or not. So there is always a chance that there isn't a black hole. This possibility is enough to preserve the information, but the information is not returned in a very useful form. It is like burning an encyclopedia.. Information is not lost if you keep all the smoke and ashes, but it is difficult to read. Kip Thorne and I had a bet with John Preskill, that information would be lost in black holes. When I discovered how  information could be preserved, I conceded the bet.I gave John Preskill an encyclopedia. Maybe I should have just given him the ashes."

Uma livre tradução:

"O ponto é que, do lado de fora, não se pode ter certeza se há, ou não, um buraco negro. Então há sempre uma chance de que não haja. Essa possibilidade é suficiente para preservar a informação, mas a informação não retorna de uma forma muito útil. É como queimar uma enciclopédia ...a informação não está perdida se você conservar a fumaça e as cinzas, mas é difícil de ler. Kip Thorne (físico americano de Princeton) e eu apostamos com Jhon Preskill (físico americano da CalTech) que a informação poderia ser perdida em buracos negros. Quando (se) eu descobrir como a informação poderia ser preservada eu pagarei a aposta e darei a Jhon Preskill uma enciclopédia. Pode ser que eu possa ter dado a ele apenas as cinzas."

Outra passagem muito interessante é uma em que ele está descrevendo a queda de um corpo num buraco negro e que me chamou a atenção a propósito de uma agitada polêmica em que tomamos parte Bosco, casasanta e eu:

"However, if you fell into a much larger black hole, with a mass of a million times the sun, you would reach the horizon without difficulty. So, if you want to explore the inside of a black hole, choose a big one. There is a black hole of about a million solar masses, at the center of our Milky way galaxy.

Although you wouldn't notice anything particular as you fell into a black hole, someone watching you  from a distance, would never see you cross the event horizon. Instead, you would appear to slow down, and hover just outside. You would get dimmer and dimmer, and redder and redder, until you were effectively lost from sight. As far as the outside world is concerned, you would be lost for ever. Because black holes have no hair, in Wheeler's phrase, one can't tell from the outside what is inside a black hole, apart from its mass and rotation. This means that a black hole contains a lot of information that is hidden from the outside world."



"Entretanto, se você cair num buraco negro muito grande, com uma massa de milhões de vezes a massa do Sol, você alcançaria o horizonte (de eventos) sem dificuldade. De modo que se você desejar explorar o interior de um buraco negro escolha um grandão. Há um buraco negro mais ou menos com milhões de massas solares no centro da nossa Via Láctea.

Embora você não percebesse nada de particular ao cair num buraco negro, alguém observando-o à distância nunca o verá cruzar o horizonte de eventos. Em vez disso, você pareceria ir devagar e pairar apenas fora. Você ficaria mais escuro e mais escuro, e mais vermelho e mais vermelho até efetivamente desaparecer da vista. Tanto quanto parece ao mundo exterior você está perdido para sempre. Porque "buracos negros não têm cabelos", na frase de Wheeler, ninguém poderá dizer para os de fora o que há dentro de um buraco negro, além de sua massa e rotação. Isso significa que um buraco negro possui muita informação que está escondida do mundo de fora."

O segundo grifo (meu) era o argumento do Bosco para que nada pudesse entrar no buraco negro, mas o corpo em queda entraria assim mesmo (primeiro grifo). Parece claro que é uma questão de referencial de observação, o que enfim, nos daria razão a todos.

Para quem quiser ler na íntegra fica a palestra toda em spoiller.

Palestra completa:
Can you hear me.

It is a great pleasure for me to be back again in Chile, to celebrate the sixtieth birthday of an old friend, and esteemed colleague, Claudio Bunster, whom I have known for almost forty years. Claudio has done so much for science in general, and for science in Chile in particular. Being in the city of Valdivia where CECs, the center he created, is located, is quite meaningful to me.

It is said that fact is sometimes stranger than fiction, and nowhere is this more true than in the case of black holes. Black holes are stranger than anything dreamt up by science fiction writers, but they are firmly matters of science ~fact. Not that science fiction was slow to climb on the band-wagon after black holes were discovered.. I remember going to the premier of a Walt Dizny film, The Black Hole, in the 1970s. It was about a spaceship, that was sent to investigate a black hole that had been discovered. It wasn't a very good film, but it had an interesting ending. After orbiting the black hole, one of the scientists decides, the only way to find out what is going on, is to go inside.So he gets into a space probe, and dives into the black hole. After a screen writer's depiction of Hell, he emerges into a new universe. This is an early example of the science fiction use of a black hole as a wormhole, a passage from one universe to another, or back to another location in the same universe. Such wormholes, if they existed, would provide short cuts for Interstellar  space travel, which otherwise would be pretty slow and tedious, if one had to keep to the Einstein speed limit, and stay below the speed of light.

In fact, science fiction writers should not have been taken so much by surprise.The idea behind black holes, has been around in the scientific community for more than 200 years. In 1783,a Cambridge don, John Michell, wrote a paper in the Philosophical Transactions of the Royal Society of London,about what he called dark stars. He pointed out that a star that was sufficiently massive and compact, would have such a strong gravitational field that light could not escape. Any light emitted from the surface of the star, would be dragged back by the star's gravitational attraction, before it could get very far. Michell suggested that there might be a large number of stars like this. Although we would not be able to see them, because the light from them would not reach us, we would still feel their gravitational attraction. Such objects are what we now call black holes, because that is what they are, black voids in space. A similar suggestion was made a few years later, by the French scientist the Marquis de La~plass, apparently independently of Michell. Interestingly enough, La~plass included it in only the first and second editions of his book, The System of the World, and left it out of later editions. Perhaps he decided that it was a crazy idea.

Both Michell and La~plass thought of light as consisting of particles, rather like cannon balls, that could be slowed down by gravity, and made to fall back on the star. But a famous experiment, carried out by two Americans, Michelson and Morley in 1887, showed that light always traveled at a speed of one hundred and eighty six thousand miles a second, no matter where it came from. How then could gravity slow down light, and make it fall back. This was impossible, according to the then accepted ideas of space and time. But in 1915, Einstein put forward his revolutionary General Theory of Relativity. In this, space and time were no longer separate and independent entities. Instead, they were just different directions in a single object called spacetime. This spacetime was not flat, but was warped and curved by the matter and energy in it. In order to understand this, considered a sheet of rubber, with a weight placed on it, to represent a star. The weight will form a depression in the rubber, and will cause the sheet near the star to be curved, rather than flat. If one now rolls marbles on the rubber sheet, their
paths will be curved, rather than being straight lines. In 1919, a British expedition to West Africa, looked at light from distant stars, that passed near the Sun during an eclipse. They found that the images of the stars, were  shifted slightly from their normal positions. This indicated that the paths of the light from the stars, had been bent by the curved spacetime near the Sun. General Relativity was confirmed.

Consider now placing heavier and heavier, and more and more concentrated weights on the rubber sheet. They will depress the sheet more and more. Eventually, at a critical weight and size, they will make a bottomless hole in the sheet, that particles can fall into, but nothing can get out of.

What happens in spacetime according to General Relativity, is rather similar.  A star will curve and distort the spacetime near it, more and more, the more massive and more compact the star is. If a massive star that has burnt up its nuclear fuel, cools and shrinks below a critical size, it will quite literally make a bottomless hole in spacetime, that light can't get out of. Such objects were given the name, black holes, by the American physicist, John Wheeler, who was one of the first to recognize their importance, and the problems they pose. The name caught on quickly.It suggested something dark and mysterious, But the French, being French, saw a more riskay meaning. For years, they resisted the name, troo noir, claiming it was obscene. But that was a bit like trying to stand against ~le week end, and other franglay. In the end, they had to give in.Who can resist a name that is such a winner.

From the outside, you can't tell what is inside a black hole. You can throw television sets, diamond rings, or even your worst enemies into a black hole, and all the black hole will remember, is the total mass, and the state of rotation. John Wheeler called this, A Black Hole Has No Hair. To the French, this just confirmed their suspicions.

A black hole has a boundary, called the event horizon. It is where gravity is just strong enough to drag light back, and prevent it escaping. Because nothing can travel faster than light, everything else will get dragged back also. Falling through the event horizon, is a bit like going over Niagra Falls in a canoe. If you are above the falls, you can get away if you paddle fast enough, but once you are over the edge, you are lost.There's no way back. As you get nearer the falls, the current gets faster. This means it pulls harder on the front of the canoe, than the back. there's a danger that the canoe will be pulled apart. It is the same with black holes. If you fall towards a black hole feet first, gravity will pull harder on your feet than your head, because they are nearer the black hole. The result is, you will be stretched out longwise, and squashed in sideways.. If the black hole has a mass of a few times our sun, you would be torn apart, and made into spaghetti, before you reached the horizon. However, if you fell into a much larger black hole, with a mass of a million times the sun, you would reach the horizon without difficulty. So, if you want to explore the inside of a black hole, choose a big one. There is a black hole of about a million solar masses, at the center of our Milky way galaxy.

Although you wouldn't notice anything particular as you fell into a black hole, someone watching you  from a distance, would never see you cross the event horizon. Instead, you would appear to slow down, and hover just outside. You would get dimmer and dimmer, and redder and redder, until you were effectively lost from sight. As far as the outside world is concerned, you would be lost for ever. Because black holes have no hair, in Wheeler's phrase, one can't tell from the outside what is inside a black hole, apart from its mass and rotation. This means that a black hole contains a lot of information that is hidden from the outside world.But there's a limit to the amount of information, one can pack into a region of space. Information requires energy, and energy has mass, by Einstein's famous equation,  E = m c squared. So if there's too much information in a region of space, it will collapse into a black hole, and the size of the black hole will reflect the amount of information. It is like piling more and more books into a library. Eventually,  the shelves will give way, and  the library will collapse into  a black hole.

If the amount of hidden information inside a black hole, depends on the size of the hole, one would expect from general principles, that the black hole would have a temperature, and would glow like a piece of hot metal. But that was impossible, because as everyone knew, nothing could get out of a black hole. Or so it was thought, but I discovered that particles can leak out of a black hole. The reason is, that on a very small scale, things are a bit fuzzy. This is summed up in the uncertainty relation, discovered by Werner Heisenberg in 1923, which says that the more precisely you know the position of a particle, the less precisely you can know its speed, and vice versa. This means that if a particle is in a small black hole, you know its position fairly accurately. Its speed therefore will be rather uncertain, and can be more than the peed of light, which would allow the particle to escape from the black hole. The larger the black hole, the less accurately the position of a particle in it is defined, so the more precisely the speed is defined, and the less chance there is that it will be more than the speed of light,. A black hole of the mass of the sun, would leak particles at such a slow rate, it would be impossible to detect. However, there could be much smaller mini black holes. These might have formed in the very early universe, if it had been chaotic and irregular. A black hole of the mass of a mountain, would give off x-rays and gamma rays, at a rate of about ten million Megawatts, enough to power the world's electricity supply. It wouldn't be easy however, to harnass a mini black hole. You couldn't keep it in a power station, because it would drop through the floor, and end up at the center of the Earth. About the only way, would be to have the black hole in orbit around the Earth.

People have searched for mini black holes of this mass, but have so far, not found any. This is a pity, because if they had, I would have got a Nobel prize. Another possibility however, is that we might be able to create micro black holes in the extra dimensions of space time. According to some theories, the universe we experience, is just a four dimensional surface, in a ten or eleven dimensional space. We wouldn't see these extra dimensions, because light wouldn't propagate through them, but only through the four dimensions of our universe. Gravity, however, would affect the extra dimensions, and would be much stronger than in our universe. This would make it much easier to form a little black hole in the extra dimensions. It might be possible to observe this at the LHC, the Large Hadron Collider, at Cern, in Switzerland. This consists of a circular tunnel, 27 kilometers long.Two beams of particles travel round this tunnel in opposite directions, and are made to collide. Some of the collisions might create micro black holes. These would radiate particles in a pattern that would be easy to recognize. So, I might get a Nobel prize, after all.

As particles escape from a black hole  the hole will lose mass, and shrink.This will increase the rate of emission of particles. Eventually, the black hole will lose all its mass, and disappear. What then happens to all the particles and unlucky astronauts,  that fell into the black hole. They can't just re-emerge when the black hole disappears. The particles that come out of a black hole, seem to be completely random, and to bear no relation to what fell in. It appears that the information about what fell in, is lost, apart from the total amount of mass, and the amount of rotation. But if information is lost, this raises a serious problem that strikes at the heart of our understanding of science. For more than 200 years, we have believed in Scientific determinism, that is, that the laws of science, determine the evolution of the universe. This was formulated by La~plass as, If we know the state of the universe at one time, the laws of science will determine it at all future and past times. Napoleon is said to have asked La~plass how God fitted into this picture. La~plass replied, Sire, I have not needed that hypothesis. I don't think that La~plass was claiming that God didn't exist. It is just that He doesn't intervene, to break the laws of Science. That must be the position of every scientist. A scientific law, is not a scientific law, if it only holds when some supernatural being, decides to let things run, and not intervene.  

In La~plass's determinism, one needed to know the positions and speeds of all particles at one time in order to predict the future. But according to the uncertainty relation, the more accurately you know the positions, the less accurately you can know the speeds, and vice versa. In other words, you can't know ~both the positions, ~and the speeds, accurately. How then can you predict the future accurately? The answer is, that although one can't predict the positions and speeds separately, one ~can predict what is called, the quantum state. This is something from which both positions and speeds can be calculated, to a certain degree of accuracy. We would still expect the universe to be deterministic, in the sense that if we knew the quantum state of the universe at one time, the laws of science should enable us predict it at any other time.

If information were lost in black holes, we wouldn't be able to predict the future, because a black hole could emit any collection of particles. It could emit a working television set, or a leather bound volume of the complete works of Shakespeare, though the chance of such exotic emissions is very low. It is much more likely to be thermal Radiation, like the glow from red hot metal.  It might seem that it wouldn't matter very much if we couldn't predict what comes out of black holes.There aren't any black holes near us. But it is a matter of principle. If determinism breaks down with black  holes, it could break down in other situations. There could be virtual black holes that appear as fluctuations out of the vacuum, absorb one set of particles, emit another, and disappear into the vacuum again. Even worse, if determinism breaks down, we can't be sure of our past history either.The history books and our memories could just be illusions. It is the past that tells us who we are. Without it, we lose our identity.

It was therefore very important to determine whether information really was lost in black holes, or whether in principle, it could be recovered. Many people felt that information should not be lost, but no one could suggest a mechanism by which it could be preserved. The arguments went on for years. Finally, I found what I think is the answer. It depends on the idea of Richard Feinman, that there isn't a single history, but many different possible histories, each with their own probability. In this case, there are two kinds of history. In one, there is a black hole, into which particles can fall, but in the other kind, there is no black hole. The point is, that from the outside, one can't be certain whether there is a black hole, or not. So there is always a chance that there isn't a black hole. This possibility is enough to preserve the information, but the information is not returned in a very useful form. It is like burning an encyclopedia.. Information is not lost if you keep all the smoke and ashes, but it is difficult to read. Kip Thorne and I had a bet with John Preskill, that information would be lost in black holes. When I discovered how  information could be preserved, I conceded the bet.I gave John Preskill an encyclopedia. Maybe I should have just given him the ashes.

What does this tell us about whether it is possible to fall in a black hole, and come out in another universe. The existence of alternative histories with black holes, suggests this might be possible. The hole would need to be large, and if it was rotating, it might have a passage to another universe.But you couldn't come back to our universe. So, although I'm keen on space flight, I'm not going to try that.

The message of this lecture, is, that black holes ain't as black as they are painted. They are not the eternal prisons they were once thought. Things ~can get out of a black hole, both to the outside, and possibly, to another universe. So, if you feel you are in a black hole, don't give up. There's a way out.

I would like to thank the organizers of this meeting again, for inviting me, to this beautiful country, which I discovered about ten years ago.My stay in Chile is not over, and I look forward to the coming days.,

Thank you for listening.

Dionísio
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Re: Na íntegra a palestra de Stephen Hawking

Mensagem por Bosco em 25th Maio 2014, 01:08

Stephen Hawking escreveu:...alguém observando-o à distância nunca o verá cruzar o horizonte de eventos. Em vez disso, você pareceria ir devagar e pairar apenas fora. Você ficaria mais escuro e mais escuro, e mais vermelho e mais vermelho até efetivamente desaparecer da vista.

Assim é o que penso, e creio que não passa disso, ou seja, nada atravessa o HE, com o seguinte argumento, e baseado nesta mesma afirmação grifada acima:

Se o observador desta questão, hipoteticamente tem olhos eternos, então ele assistiu a formação do buraco negro, e por isto, e da mesma forma como faz hoje, é testemunha de que nada entrou, ou atravessou o horizonte de eventos desde o seu princípio. Isto significa que este observador em seus cálculos, considera que a massa que justifica a gravidade atual do buraco negro, ainda está aquém do HE, e é isto que eu queria dizer; há pelo menos uma forma de se demonstrar que a energia total de um buraco negro está fora do raio de Schwarzschild.

Se S. Hawking, enxergasse desta forma, ele resolveria o problema da evaporação do Buraco Negro, e do determinismo, pois assim, nenhuma informação se perderia.

Eu sei que o senso comum nos faz pensar que tem algo dentro do buraco negro, mas isto incorre em incoerências físicas e matemáticas, que se resolvem se aceitarmos o HE como uma região limite e de contorno do universo.

Dionísio, eu gostaria de saber a fonte de onde você tirou a fórmula da variação do tempo para GPS sob influência gravitacional, e também se lá fala sobre variações do comprimento.

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Bosco
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Re: Na íntegra a palestra de Stephen Hawking

Mensagem por Dionísio em 25th Maio 2014, 05:18

Bosco escreveu:Dionísio, eu gostaria de saber a fonte de onde você tirou a fórmula da variação do tempo para GPS sob influência gravitacional, e também se lá fala sobre variações do comprimento.
Eu tinha isso em umas anotações de um tempo enquanto estudava geometria não-euclidiana e tentava entender alguma coisa da geometria de Minkovski (ainda falta muito...). Isso decorre de uma solução particular da métrica de Swartzchild:



que está escrita em coordenadas esféricas em função das variáveis de posição . Fixada uma posição, e a métrica se resume a




o termo sob o radical é uma constante e a expressão relaciona duas medidas de tempo num potencial gravitacional. Essa parte é até fácil. O termo constante não é um fator aplicável a qualquer coisa. A relação decorre de uma solução específica da métrica.

A distância própria nessa métrica pode ser estimada por



mas isso eu tinha só anotado, pois não sei chegar a essa solução. É evidente que é fixado um instante que anula o primeiro membro da direita, pois se mede uma distância, como se trata de uma reta o seno também zera se as distâncias forem razoavelmente pequenas e anula o terceiro membro, mas não sei como o sinal do segundo termo se inverte.


.


Última edição por Dionísio em 26th Maio 2014, 18:36, editado 1 vez(es)

Dionísio
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Re: Na íntegra a palestra de Stephen Hawking

Mensagem por Dionísio em 25th Maio 2014, 06:08

PS(Bosco): sabe o que está faltando você explicar?

todos nós conhecemos a explicação que os grandes físicos da atualidade dão para a formação de buracos negros do tipo estelar e do tipo hipermassivo. Essa explicação obriga que alguma massa fique encerrada lá dentro.

Você parece dizer que o espaço tempo se curva sozinho, aparentemente sem motivos em particular, escolhendo um lugar ao acaso. Diz que nada entra, mas também não escapa, o que leva a supor que o que quer que chegue vai se aglomerando numa região esférica o que, com o tempo suficiente, formaria uma casca esférica ao redor de um ôco.

Acho que o que falta é isso:

- como se formam?
- pode se formar a tal casca?
- como se explicam os discos de acreção observados em alguns binários em que uma das estrelas parece ser um buraco negro?

Dionísio
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Re: Na íntegra a palestra de Stephen Hawking

Mensagem por Bosco em 26th Maio 2014, 02:01

Oi Dionisio!

Agradeço pelas fórmulas. Queria saber se minha sugestão para cálculo de dx em campo gravitacional pode estar correta.

Ontem vi um blog que fala de dois pesquisadores que fizeram um trabalho sobre a impossibilidade de se atravessar o horizonte de eventos no sentido de fora para dentro. Veja aqui.
O trabalho está aqui

Você primeiramente quer saber o que penso sobre como é que os buracos negros se formam.

Preciso explicar que creio que as partículas fundamentais não são puntiformes, ou seja, se assim fossem, então duas partículas poderiam, por aproximação contínua, ocupar o mesmo lugar no espaço. Acontece que acho que o tamanho da menor partícula fundamental. é da ordem do comprimento de Planck (este tamanho é apenas um palpite). Portanto esta é talvez a menor distância que uma partícula material se aproxima de outra.
Me faz sentido pensar que uma partícula fundamental é o menor buraco negro possível, cujo raio de Schwarzschild, ou horizonte de eventos é o comprimento de Planck.

Você também me perguntou se pode ser formada a tal casca.

Vou sugerir hipoteticamente que façamos um universo isolado. Neste universo vamos colocar partículas fundamentais, equidistantes (1km entre si, por ex.), formando uma enorme casca esférica oca, cujo raio é infinitamente grande, de tal forma que a massa m de todas estas partículas somadas, resulta na massa M equivalente à de um buraco negro considerável.

Aqui vai uma boa dose de aventura, pois penso que nesta disposição em forma de casca, a simples atração das partículas com suas vizinhas, é suficiente para fazê -las precipitar aceleradas em direção ao centro da casca, como se a massa M, estivesse no centro e não na superfície da casca.

Newton já havia demonstrado que, para um ponto fora e distante de uma casca esférica, a força gravitacional dela influenciaria este ponto, como se toda a sua massa estivesse localizada no centro.

Em meu raciocínio, o que fiz, foi aproximar o ponto p de tal forma da superfície da casca, que passaria a ser parte integrante dela, e mesmo assim continuaria sendo atraído para o centro.
Independente disto, dá para perceber que para uma determinada partícula, e suas duas vizinhas mais próximas, uma da esquerda e outra da direita, por estarem dispostas em circulo, se influenciam gravitacionalmente de forma que a resultante da força gravitacional vai apontar para o centro, mesmo que não exista matéria naquele ponto.

Se estiver correto, toda a casca vai convergir para o centro de forma acelerada e gradativa, como se fosse atraída para lá, pela massa M.
Esta convergência das partículas da casca, em queda livre vertical para o centro tem um limite, e este limite é a distância mínima de aproximação entre as partículas (comprimento de Planck) falado no início. Como estas partículas tem gravidade, conforme elas se aproximam do centro, o espaço e o tempo, desta região se curva proporcionalmente, até que elas alcançam a distancia minima entre si(comprimento de Planck), e o raio da casca para de diminuir, criando assim, o horizonte de eventos, e determinando o raio do buraco negro, que neste caso, atrai, mas não tem nada dentro. Embora, para um observador distante, as partículas estejam praticamente paradas neste espaço e tempo curvados em seu limite, seu mínimo deslocamento está acontecendo numa velocidade muito próxima à da luz.

Grifei esta ultima frase, por reconhecer que ela pode não ser de fácil compreensão, e exigir maiores esclarecimentos.

Me intriga o fato de que Newton se preocupou em compreender os efeitos gravitacionais que um ponto sofre, quando distante de uma casca esférica, ou quando situado no interior dela, mas nem ele nem ninguém parece ter percebido a importância de se determinar também que influência o ponto p sofre quando faz parte da casca. Detalhes da casca esférica,  aqui

Embora tenha criado uma casca esférica para justificar minha proposta, creio que mesmo quando uma estrela de nêutrons desaba sobre si mesma, no ponto central de convergência da massa surgirá o buraco negro, vazio de matéria, pelo fato de que existe uma distancia minima de aproximação entre partículas materiais.

Importante: Se o horizonte de eventos é uma região de convergência de matéria, e por isso pode assumir o formato de uma casca esférica, esta propriedade garante que a casca não pode exercer força gravitacional sobre, ou influenciar pontos do seu interior, e vice-versa. Este é um tremendo obstáculo contra os efeitos da singularidade sobre a região do horizonte de eventos.

Na verdade eu tenho pelo menos mais dois argumentos contundentes e contrários ao povoamento da região de buraco negro, sendo que um deles, já expus aqui, e se trata do uso da velocidade de escape, associada aos princípios da TRR, para determinar que junto ao horizonte de eventos o espaço e o tempo estão curvados em seu limite, criando com isto um cordão de isolamento chamado horizonte de eventos.

Quanto aos discos de acresção, não me parecem misteriosos. Resultam de matéria sugada da estrela do conjunto binário, pelo intenso campo gravitacional do vizinho buraco negro, e este material se dispõe na forma na forma de disco, talvez devido à translação do material já em órbita junto ao buraco negro. Penso de igual forma, que a massa sugada se aproxima, mas não atravessa o horizonte de eventos.

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Re: Na íntegra a palestra de Stephen Hawking

Mensagem por Dionísio em 26th Maio 2014, 20:02

Quanto as origens na formação de um buraco negro, você forneceu seu ponto de vista como pedi e não vou polemizar. A pressupozição (que é apenas qualitativa) é sua e você é que arca com o ônus da demonstração.

Vou apenas assinalar duas, digamos, contribuições:

1) se por esse processo restar um espaço vazio no interior da massa colapsada, lembre-se que lá dentro não existiria campo gravitacional (teorema da casca esférica), portanto não é esse vazio (verdadeiramente vácuo) que pode ser um buraco negro.

2) a massa colapsada tem de ter um valor mínimo para tornar-se um BN e sua gravidade se manifestará externamente a ela. Ela constituirá o BN ao redor do qual haverá um horizonte de eventos, no mínimo igual ao seu raio externo.

-----------------------

Quanto ao "passa, não passa" do horizonte de eventos, encontrei o que procurava: os cálculos detalhados que não deixam margem à dúvida (saliento que consigo acompanhar grosseiramente a maioria das transformações). O material é de produção do IME-USP.

Resumo objetivo:



em relatividade o "bom senso" geralmente é desastroso.

Íntegra:

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Finalmente, quanto à relação entre variação do espaço próprio (do observador em queda) e variação do espaço medido por um observador livre de efeitos gravitacionais, aquela expressão que você chutou leva a um erro gigantesco



você inopinadamente introduziu um fator d ignorando que a expressão é uma solução específica da equação de Swartzchild. Mal comparando é como se você, por sua conta, introduzisse um fator novo na fórmula de Bhaskara. Só obteria erros.

A expressão que deixei lá em cima



deve estabelecer uma aproximação dessa relação. Porém, o erro será tão maior quanto maiores as distâncias medidas, ou quanto mais perto do horizonte de eventos se estiver. Distâncias da ordem de dezenas de milhares de quilometros já poderão conter erros de 30%. Isso porque a expressão deve ser considerada como uma diferencial e fica mais precisa após uma integração que resulta



em que Delta r é a distância medida pelo observador em queda e r a sua posição em relação ao centro da singularidade. M a massa do BN e G a constante gravitacional de Newton.

Dionísio
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Re: Na íntegra a palestra de Stephen Hawking

Mensagem por Jonas Paulo Negreiros em 27th Maio 2014, 08:46


NASA

Resultados do projeto WISE  na teoria do toroide negro

(Tradução googlística -   Mad  argh!)

Uma pesquisa com mais de 170 mil buracos negros supermassivos, usando Largo-campo Infrared Survey Explorer, da NASA (WISE), tem astrônomos reexaminando uma teoria de décadas sobre as aparências diferentes desses objetos interestelares.

A teoria unificada de, buracos negros supermassivos ativos, desenvolvido pela primeira vez no final de 1970, foi criado para explicar por que os buracos negros, embora de natureza semelhante, pode olhar completamente diferente. Alguns parecem estar envolta em pó, enquanto outros estão expostos e fácil de ver.

O modelo unificado responde a esta pergunta, propondo que cada buraco negro é cercado por uma estrutura de poeira, em forma de rosquinha chamado um toro. Dependendo de como essas "donuts" são orientados no espaço, os buracos negros vão assumir diversas aparências. Por exemplo, se o donut está posicionado de forma que o vemos borda-on, o buraco negro está escondido da vista. Se a rosca é observado a partir de cima ou de baixo, de frente, o orifício preto é claramente visível.

No entanto, os novos resultados WISE não corroboram essa teoria. Os pesquisadores encontraram evidências de que algo além de uma estrutura de rosca podem, em algumas circunstâncias, determinar se um buraco negro é visível ou oculto. A equipe ainda não determinou o que pode ser, mas os resultados sugerem a unificado, ou de rosca, o modelo não tem todas as respostas.

"Nossa descoberta revela um novo recurso sobre buracos negros ativos que nunca conheceu antes, mas os detalhes permanecem um mistério", disse Lin Yan de infravermelho Processamento da NASA e do Centro de Análise (IPAC), com base no Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena. "Esperamos que o nosso trabalho vai inspirar futuros estudos para entender melhor estes fascinantes objetos."

Yan é o segundo autor da pesquisa aceito para publicação no Astrophysical Journal. O autor é um pesquisador de pós-doutorado, Emilio Donoso, que trabalhou com Yan pelo IPAC e, desde então, mudou-se para o Instituto de Ciências Astronómicas, de la Tierra y del Espacio na Argentina. A pesquisa também foi co-autoria de Daniel Stern no Laboratório de Propulsão da NASA Jet, em Pasadena, Califórnia, e Roberto Assef da Universidad Diego Portales, no Chile e anteriormente do JPL.

Cada galáxia tem um buraco negro maciço em seu coração. O novo estudo centra-se em os "feeding", chamados de ativos, buracos negros supermassivos, ou núcleos galácticos ativos. Esses buracos negros devorar torno de material de gás que alimenta o seu crescimento.

Com a ajuda de computadores, os cientistas foram capazes de escolher mais de 170.000 buracos negros supermassivos ativos a partir dos dados WISE. Eles então mediram o agrupamento de galáxias que contêm buracos negros tanto escondidos e expostos - o grau em que os objetos se aglutinarem em todo o céu.

Se o modelo unificado fosse verdade, e os buracos negros ocultos são simplesmente impedidos de vista por rosquinhas na configuração de ponta, então pesquisadores esperaria que agrupam da mesma forma como as expostas. Segundo a teoria, uma vez que as estruturas de rosca levaria em orientações aleatórias, os buracos negros também devem ser distribuídos aleatoriamente. É como jogar um monte de donuts no ar - aproximadamente a mesma percentagem de donuts sempre será posicionado na borda-on e enfrentar-on posições, independentemente se eles são fortemente agregada ou espalhar distantes.

Mas WISE encontrou algo totalmente inesperado. Os resultados mostraram as galáxias com buracos negros ocultos são mais aglutinados que os dos buracos negros expostas. Se estes resultados forem confirmados, os cientistas terão que ajustar o modelo unificado e chegar a novas maneiras de explicar por que alguns buracos negros aparecem ocultos.

"O principal objetivo da unificação era colocar um zoológico de diferentes tipos de núcleos ativos sob um único guarda-chuva", disse Donoso. Agora, isso tem se tornado cada vez mais complexa de fazer o que aprofundar os dados sábio. "

Outra forma de entender os resultados WISE envolve matéria escura. A matéria escura é uma substância invisível que domina a matéria no universo, superando a matéria normal que compõe as pessoas, planetas e estrelas. Cada galáxia fica no centro de um halo de matéria escura. Halos maiores têm mais gravidade e, por isso, puxe outras galáxias na direção deles.

Porque WISE descobriu que os buracos negros são mais obscurecidas cluster do que os outros, os pesquisadores conhecem esses buracos negros escondidos residem em galáxias com maiores halos de matéria escura. Embora os próprios halos não seria responsável por esconder os buracos negros, que poderia ser uma pista sobre o que está ocorrendo.

"A teoria unificada foi proposto para explicar a complexidade do que os astrônomos estavam vendo", disse Stern. "Parece que a modelo simples pode ter sido muito simples. Como disse Einstein, os modelos devem ser feitos" o mais simples possível, mas não mais simples. "

Os cientistas ainda estão vasculhando ativamente dados públicos do WISE, que foi colocado em hibernação em 2011, após a digitalização de todo o céu da Terra duas vezes. WISE foi reativado em 2013, renomeado NEOWISE, e dada uma nova missão para identificar objetos próximos da Terra potencialmente perigosas.

texto original em inglês:

http://www.sciencedaily.com/releases/2014/05/140522162314.htm
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Re: Na íntegra a palestra de Stephen Hawking

Mensagem por casasanta em 28th Maio 2014, 22:31

Creio que o motivo que faz o Bosco pensar que o HE seja uma barreira “ABSOLUTA”, seja o fato de que a velocidade da luz é considerada um "LIMITE" universal. E, que, sendo assim, não exista uma velocidade acima deste limite. Nem mesmo a condição de matéria que resulte em curvatura de espaço que determine uma velocidade de escape acima deste limite. E que transgredir esse limite é transgredir uma lei universal.

Pensando assim, pode-se determinar que a "casca" não se desmorone para o centro, porque nesse interior a curvatura do espaço atingiu o "LIMITE" universal, ZERANDO o tempo dele. E, sem tempo não há movimento (evento).

É um pensamento bastante lógico e o Dionísio há de convir disso.

Entretanto, não vejo lógica numa interação gravitacional entre partículas elementares que as faz com que se comportem como grãos de areia (indestrutíveis) que, quando se encostam entre si, se “colam” de forma tão poderosamente que seja possível haver a sustentação da estrutura de uma casca oca. Creio que não seja essa a noção que o Bosco pretende defender. Creio que ele tenha dito isso para facilitar o entendimento de as massas sempre estarem se depositando nas localidades externas do HE, sempre em maior aproximação ao centro do BN, mas nunca passando para o interior, devido à dilatação do tempo local.

A parte da teoria do Bosco que está muito complicada para ser justificada é a formação do corpo do buraco negro. Este deve se apresentar, desde o início, com um vazio absoluto no centro. Pior que isso é justificar que, estando toda a massa na casca, o HE deve estar localizado dentro da casca.

Também é difícil entender o tamanho desse “oco” interno quando o BN já estiver acrescido em massa com milhões de vezes de quando ele tinha quando surgiu. Esse “oco” cresce também? Creio que esse o espaço interno não se curva mais do que foi curvado no seu surgimento, pois, estando no limite, nunca passa disso.

Newton mencionou a noção da direção da atração gravitacional de uma casca oca, demonstrando matematicamente que o ponto de atração é o centro vazio da casca. Isso só demonstra que o centro de gravidade que todos os corpos íntegros têm pode se localizar em um ponto fora do corpo. Isso ocorre com anéis, pinças, copos, etc.

Embora que a linha de pensamento da teoria do Bosco que segue a lei do “LIMITE” universal (tempo zero) tenha sua lógica no que diz respeito a não entrada de matéria pelo HE, não vejo coerência na estrutura do corpo de BNs, sendo ocos e com o HE do lado de dentro.

Entretanto, com o HE dentro do corpo do BN, a luz visível gerada na superfície da casca, que é um local onde a dilatação do tempo não zera o tempo, mas é intensa, escapa por estar sendo emitida de fora do HE, chegando até a Terra com a freqüência de rádio. Sabemos que ondas de rádio vindas de BNs são detectadas aqui na Terra. Isso é um ponto a favor à teoria do Bosco.

Entretanto, o Bosco há de convir (e se não convir, creio que será unanimemente “vaiado”) que o HE, de acordo com qualquer princípio que tenha menção disso, se localiza externamente à “massa”, envolvendo-a. Portanto, se há um HE interno, conseqüentemente existirá um HE externo. E isso é um princípio científico incriticável.

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Re: Na íntegra a palestra de Stephen Hawking

Mensagem por Bosco em 29th Maio 2014, 00:17

casasanta escreveu:Creio que o motivo que faz o Bosco pensar que o HE seja uma barreira “ABSOLUTA”, seja o fato de que a velocidade da luz é considerada um "LIMITE" universal. E, que, sendo assim, não exista uma velocidade acima deste limite. Nem mesmo a condição de matéria que resulte em curvatura de espaço que determine uma velocidade de escape acima deste limite. E que transgredir esse limite é transgredir uma lei universal.

Pensando assim, pode-se determinar que a "casca" não se desmorone para o centro, porque nesse interior a curvatura do espaço atingiu o "LIMITE" universal, ZERANDO o tempo dele. E, sem tempo não há movimento (evento).
Perfeito, Casasanta! Ipsis Litteris. Não tem o que tirar, nem por.
É exatamente isto que quero dizer desde o início.
Agradeço sua insistência.

Próximo ao buraco negro, a estrutura da matéria que é atraída, se desmantela, se desfaz, porque falta energia para suportar a intensidade deste campo gravitacional. A matéria é desfeita em partícula fundamentais, que agora, expressam apenas o seu lado de campo gravitacional. Estas partículas vão se juntando próximo ao HE conforme a hierarquia que considera, velocidade, espaço e tempo.
As partículas mais adiantadas nesta corrida formam o cordão chamado HE. Junto a este ponto (que é na verdade uma superfície esférica), o tempo não passa e os comprimentos são nulos.

Existem duas leis universais que impõem esta condição:

1- Uma partícula que cai verticalmente do infinito, atraída por um campo gravitacional, cumpre uma trajetória em queda livre, registrando em cada ponto desta linha, a velocidade de escape local. Os valores de tempo e comprimento relativos, que envolvem a velocidade da partícula e sua relação com os pontos da trajetória, exigem neste caso uma correspondência entre TRR e TRG. Em outras palavras, a variação da velocidade da partícula (TRR), estará sempre de acordo com as variações de espaço e tempo locais impostas pelo campo gravitacional (TRG). E é este fato que indica que um campo gravitacional pode ser tão intenso de forma a atrair uma partícula material, de forma a fazê-la chegar na iminência de alcançar a velocidade da luz. Neste ponto o tempo não passa, e o espaço é nulo.
Este ponto, conforme compreendido pelo Casasanta, é um limite para a matéria.

2- De acordo com a conservação de energia potencial gravitacional, a energia dispendida para atrair um objeto, é a mesma que deverá ser empregada para colocá-lo de volta ao ponto de partida. Porém se a matéria entra por um ralo que impede o seu retorno, então esta lei universal está sendo transgredida.

Casasanta, a casca junto ao HE não tem rigidez material, é apenas campo gravitacional invisível e intenso. Por exemplo; a aceleração da gravidade terrestre a 21 km de altura é 0,5 m/s², e na superfície é 9,8 m/s². Veja que a diferença é grande mas não existe nenhum degrau, que justifique uma casca. Assim é a casca, cordão ou limite junto ao HE. O HE não tem a rigor, lado de dentro ou lado de fora.


Última edição por Bosco em 29th Maio 2014, 01:39, editado 2 vez(es)

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Re: Na íntegra a palestra de Stephen Hawking

Mensagem por Dionísio em 29th Maio 2014, 01:11

casasanta escreveu:Creio que o motivo que faz o Bosco pensar que o HE seja uma barreira “ABSOLUTA”, seja o fato de que a velocidade da luz é considerada um "LIMITE" universal. E, que, sendo assim, não exista uma velocidade acima deste limite. Nem mesmo a condição de matéria que resulte em curvatura de espaço que determine uma velocidade de escape acima deste limite. E que transgredir esse limite é transgredir uma lei universal.
Que o horizonte de eventos não constitui nenhuma barreira de entrada está demonstrado de maneira acachapante no trabalho do Alessandro Gagliardi do Dpto. de Física Matemática da Universidade de São Paulo, que já deixei na mensagem anterior e parece ter sido "solenemente ignorado". Para discordar será necessário apresentar argumentação no mesmo nível. Ponto final.Os dois "passaram batidos" por isso?

casasanta escreveu:Pensando assim, pode-se determinar que a "casca" não se desmorone para o centro, porque nesse interior a curvatura do espaço atingiu o "LIMITE" universal, ZERANDO o tempo dele. E, sem tempo não há movimento (evento).
Isso não passa de um "BAITA ERRÃO". Qualquer estudante de nível médio aprende que no interior de uma esfera ôca o campo gravitacional devido a essa esfera é nulo. Quer dizer, não há curvatura de espaço alguma. O espaço é um espaço de Minkovski, plano e não perturbado. Todo estudante do primeiro ano de cálculo aprende a demonstrar isso e vocês dois encontrarão sem dificuldades na internet.

Bosco escreveu:Perfeito, Casasanta! Ipsis Litteris. Não tem o que tirar, nem por.
É exatamente isto que quero dizer desde o início.
Agradeço sua insistência.

Sem comentários.

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Re: Na íntegra a palestra de Stephen Hawking

Mensagem por Jonas Paulo Negreiros em 29th Maio 2014, 10:14

Pelos princípios da expansão radial dos astros [ ou asnática  Embarassed ], derivados da expansão cósmica, a partir de um "big" raio de um "big" planeta, a expansão radial é tão intensa que a superfície de desse astro atropela todos os fótons que aparecerem à sua frente.

No contexto da "expansão cósmica", os astros "mais distantes" ultrapassaram C. E o limite absoluto da velocidade da luz torna-se uma piada, pois nossas réguas dilatam-se também  Razz  .
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Re: Na íntegra a palestra de Stephen Hawking

Mensagem por casasanta em 29th Maio 2014, 18:31

Sobre o que o Jonas disse, existe sim uma piada por aqui, mas ele está trocando as bolas.

Sobre o que o Bosco disse, fico feliz em poder expor acertadamente e de forma clara os argumentos para se afirmar o que a teoria do Bosco afirma sobre BNs.

Sobre o que o Dionísio disse, lamento não ter sido compreendido por ele. Nem sei bem ao certo se o Bosco me compreendeu.

Dionísio, as minhas intenções foram de esclarecer para os que ainda não tinham entendido os princípios físicos que sustentam o pensamento teórico do Bosco. Infelizmente para o Bosco, (e creio que ele já considera isso), eu discordo da velocidade da luz ser o limite da velocidade de escape. E isso impõe, entre nossas linhas de pensamentos, muitos pontos em desacordos.

Dionísio, se reparar novamente, poderá ver que minhas frases foram ditas de forma a anunciar os argumentos do Bosco numa perspectiva dele próprio estar falando. Falei da lógica que existe na linha que ele defende, mas, no final ficou claro que expus meus argumentos por eu discordar das afirmações dele.

A lógica que está na teoria do Bosco de que falei; Dionísio; é a "coerência" de se pensar que exista um "tempo zero" em todo o interior da esfera delineada pelo HE. Mas deixei claro que não concordo com esse tal "tempo zero". Só não explanei extensivamente meus argumentos por discordar disso.
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Re: Na íntegra a palestra de Stephen Hawking

Mensagem por Dionísio em 29th Maio 2014, 19:59

casasanta escreveu:Dionísio, as minhas intenções foram de esclarecer para os que ainda não tinham entendido os princípios físicos que sustentam o pensamento teórico do Bosco.
Eu entendi perfeitamente, casasanta. Você já deixou claro em muitas postagens que não partilha daquelas ideias . O que fiz foi aproveitar daquela verbalização (que o Bosco endossou com entusiasmo) para mostrar que estão erradas, uma delas com erro primário e muito básico, de nível do curso médio.

Imaginar que existe um "limite universal de curvatura do espaço"? Pelo amor de Deus!! Proponho uma constante com o valor de 7,19876453009.10-17, sempre gostei desse número.

Eu o compreendi sim, casasanta.

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Re: Na íntegra a palestra de Stephen Hawking

Mensagem por Bosco em 29th Maio 2014, 21:59

Dionísio escreveu:
Casasanta escreveu:Pensando assim, pode-se determinar que a "casca" não se desmorone para o centro, porque nesse interior a curvatura do espaço atingiu o "LIMITE" universal, ZERANDO o tempo dele. E, sem tempo não há movimento (evento).
Isso não passa de um "BAITA ERRÃO". Qualquer estudante de nível médio aprende que no interior de uma esfera ôca o campo gravitacional devido a essa esfera é nulo. Quer dizer, não há curvatura de espaço alguma. O espaço é um espaço de Minkovski, plano e não perturbado. Todo estudante do primeiro ano de cálculo aprende a demonstrar isso e vocês dois encontrarão sem dificuldades na internet.

Dionisio, veja bem o que você afirma: Dentro de uma esfera oca o campo gravitacional é nulo.

Reflita bem, se isto não é um  "BAITA ERRÃO".

Do ponto de vista gravitacional, estar dentro de uma esfera oca, ou na ausência dela, é a mesma coisa, porque  isto não anula ou altera a influência dos outros objetos próximos (a Terra por exemplo). E sendo assim estou certo de que este espaço no interior da esfera não é um espaço especial plano de Minkovski.

A casca que pode ser atribuída ao HE, está limitada por um tempo que não passa, e por um espaço totalmente contraído, situação bem diferente de uma esfera oca qualquer.

Há muito tempo percebo que sou obscuro no que escrevo, é por isto que fico entusiasmado quando sou bem compreendido.

Dionísio escreveu:Imaginar que existe um "limite universal de curvatura do espaço"? Pelo amor de Deus!! Proponho uma constante com o valor de 7,19876453009.10-17, sempre gostei desse número.
Não entendi...

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Re: Na íntegra a palestra de Stephen Hawking

Mensagem por Dionísio em 29th Maio 2014, 22:53


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Re: Na íntegra a palestra de Stephen Hawking

Mensagem por Bosco em 29th Maio 2014, 23:11

Então entre nesta esfera oca,  e confira que agora , dentro dela, você pode levitar como um astronauta, já que disseste que ali o espaço é plano e a geometria é de Minkowski.

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Re: Na íntegra a palestra de Stephen Hawking

Mensagem por Dionísio em 29th Maio 2014, 23:38

Bosco escreveu:Então entre nesta esfera oca,  e confira que agora , dentro dela, você pode levitar como um astronauta, já que disseste que ali o espaço é plano e a geometria é de Minkowski.
Só copiei para que não possa ser apagado.

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Re: Na íntegra a palestra de Stephen Hawking

Mensagem por Bosco em 30th Maio 2014, 02:10

Dionísio escreveu:
Bosco escreveu:Então entre nesta esfera oca,  e confira que agora , dentro dela, você pode levitar como um astronauta, já que disseste que ali o espaço é plano e a geometria é de Minkowski.
Só copiei para que não possa ser apagado.
Bastaria copiar o texto, e não ser gratuitamente grosseiro.

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Re: Na íntegra a palestra de Stephen Hawking

Mensagem por Bosco em 30th Maio 2014, 03:03

casasanta escreveu:...as minhas intenções foram de esclarecer para os que ainda não tinham entendido os princípios físicos que sustentam o pensamento teórico do Bosco.Infelizmente para o Bosco, (e creio que ele já considera isso), eu discordo da velocidade da luz ser o limite da velocidade de escape. E isso impõe, entre nossas linhas de pensamentos, muitos pontos em desacordos.
Infelizmente para mim, não, infelizmente para você Casasanta, que terá então a provavelmente, impossível tarefa, de provar que Einstein está equivocado.

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Re: Na íntegra a palestra de Stephen Hawking

Mensagem por Jonas Paulo Negreiros em 30th Maio 2014, 12:05

Para deixar bem claro:

O campo gravitacional no interior de uma esfera ôca (casca esférica) é nulo.



E, curiosamente, no centro de bombom recheado, idem  Razz .
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