Domande sull'universo

GHISO983

Fabios ha scritto:

Mi verrebbe da suggerire di dividere la fettuccia in parti infinitesimali. A quel punto per inerzia che non cambia, si vede come si allungherebbe la sequenza di parti infinitesimali di fettuccia se si espande lo spazio.
Curiosamente, i vari potenziali gravitazionali, all'atto del "distanziarsi" sembrerebbero variare. Sembrerebbe poter esserci quindi una forza gravitazionale che si vuol opporre? Non e' una cosa totalmente inerziale?
O, come ho provato a scrivere ma cancellato :oops:

, varia la distanza ma solo se misurata con un metro della vecchia "espansione", ma man mano che c'e' espansione, varia il "passo" usato per misurare il campo gravitazionale quindi in definitiva le distanze rimangono uguali e non ci sono variazioni gravitazionali e c'e' quiete?

Si hai ragione, si procede proprio così, ma cosa accade alla fettuccia?
A naso ti direi che si allunga (ne sono quasi certo), ma la fettuccia si spacca o rimane intera?? :roll:

Boh non mi sembra una cosa così facile da calcolare!!
Si c'è una forza (non è solo gravitazionale) che tende a accelerare l'universo, quindi a dilatare la fettuccia!
Ma questa forza è dovuta alla sommatoria di tutte le forze gravitazionali e oscure, di tutto l'universo, la cui somma da le equazioni di eisntein...
se tu invece ti trovi dento una galassia su scala planetaria, le forze del centro della galassia, del tuo sole (un poco le stelle vicine) dei pianeti che ti orbitano attorno sono nettamente prevalenti su questa forza "universale" e le trascuri...
per quello non si possono usare le eq di einsten in questi casi (figurarsi per un atomo)
Qui mi son spiegato meglio spero!

Fabios

Infatti ho suddiviso la fettuccia proprio per eliminare le forze di legame e capire come variano le cose, per semplificare.
Sempre per semplificare eviterei di parlare di accelerazione dell'espansione ma focalizzerei solo sull'espansione, facciamo uniforme (tanto ai fini di capire non credo cambi nulla).

Quindi faccio un esempio con una fettuccia piu' semplice: 3 corpi, posti
1--(un secondo luce)-->2--(cinque secondi-luce)--3
Ora ponendo le masse in modo tale che questa configurazione sia stabile, cosa succede se si espande lo spazio? Se le distanze "secondo la relativita'" raddoppiano, la configurazione non sara' piu' stabile perche' la gravitazione varia col quadrato delle distanze quindi il corpo centrale verra' attratto di piu' ora dal corpo piu' vicino.
Oppure rimane tutto uguale?

GHISO983

L'espansione è dovuta ad una forza, e la forza genera una accelerazione, senza forza non c'è allungamento, l'universo si espande per una mera questione di forze :wink:

E questo è il fulcro centrale della discussione!
La corda viene sempre e comunque attratta dalle stelle ecc a cui passa vicino, quello è inevitabile :wink:

solo che se la corda è molto molto lunga, si ha che la sommatoria delle forze tende ad allungarla :wink:

Se invece è corta dipende molto di più dai corpi più vicini...
Se poi hai una corda corta senza oggetti vicini, insomma ti trovin nel vuoto distante non da una galassia, ma da un gruppo di galassie, allora in quel caso vedi un allungamento dovuto alle forze di espansione dell'universo... (che sono la somma di tutte le forze degli oggetti che ti circondano anche quelli lontanissimi!)
Però insomma è più un esercizio mentale (difficile quanto vuoi) che però secondo me non serve a nulla perchè non ti fa comunque capire meglio le cose, e bè non ha riscontri reali.....
In queste cose secondo me occorre essere i più generali possibili, perchè sono argomenti difficili, e tentare di spiegarli non è facile anzi è molto facile fare confusione, e generare incomprensioni, se non addirittura affermare cose sbagliate!
Secondo me la metrica di Mikonwsky, e le equazioni di eistein posono essere capite molto bene solo da chi le maneggia da esperto (insomma da chi le studia da un pò) perchè sono un tipo di matematica molto di nicchia, e se non lo si usa, si rischia di fare errori di valutazione madornali...
Poi vabbè io sono un caso più unico che raro, so meglio la metrica di mikonwsky (e la so veramente molto male) di quanto so esprimere questi concetti....
Ed il risultato si vede!! :oops:

GTBL

GHISO983 ha scritto:

Non è che l'universo si espande, per forza, la dimostrazione è la galassia di andromeda, che viene verso di noi invece di scappare, questo perchè la forza gravitazionale di tale galassia è nettamente prevalente rispetto all'espanzione dell'universo.

La questione è un po' delicata.
Premesso che una galassia (in generale qualunque oggetto) va vista come picco di densità che è influenzato dall'ambiente e a sua volta influenza l'ambiente che la circonda, e che quindi lo spazio-tempo con e senza di essa è comunque diverso, non possiam certo dire che lo spazio tra noi e quella galassia non è soggetto ad espansione.
Lo spazio si espande, solo che essa non è ferma nello spazio.
La sua pur cospicua massa non riesce certo a bloccare l'espansione locale (se non all'interno dell'orizzonte degli eventi del suo nucleo).
Il suo blueshift è insomma Doppler, mentre il redshift delle galassie che non fanno parte del Gruppo Locale è cosmologico (ovviamente, il redshift delle componenti del Gruppo Locale che sono in allontanamento è Doppler e non cosmologico, o comunque è largamente dominato dal Doppler. Se qualcuno non avesse chiare le differenze tra redshift cosmologico e redshift Doppler, guardi ad esempio qui. Preciso che io ho smesso di leggere i libri di una nota astronoma il giorno in cui ho trovato confusi i due concetti in un suo libro. Nulla toglie che si sia trattato di importante figura della fisica stellare italiana, ma guai a seguirla quando parla di cosmologia. Va detto altresì che esiste un terzo tipo di redshift, ossia quello gravitazionale).

Fabios

Si' Ghiso, chiaro che nel reale le cose vanno in altro modo. Ma vorrei isolare le forze in gioco. Altrimenti chiaro che diventa tutto oscuro... :mrgreen:

La domanda che ho fatto mi farebbe capire un po' di cose infatti: quelle masse avrebbero diversa interazione gravitazionale o sarebbe la medesima? Se non capisco questo...

GHISO983

No non ci siamo capiti, quello che dico è che la definizione di spazio che si sposta è in realtà è un modo di rappresentare le cose, non c'è uno spazio che si sposta, anche perchè cosa è lo spazio?
Quello che si sposta in realtà sono gli oggetti visibili (se non possiamo vederli come possiamo sapere se esistono e cosa fanno?) prendete il senso di vedere, con il senso più ampio possibile, ovvero questi oggetti in qualche modo interagiscono con un nostro strumento di misura, segnalandoci la loro esistenza, come si muovono, come son fatti ecccccccccccccccccc....
Quindi premesso questo, sono gli oggetti che si muovono, e a grandi sitanze dalla galassia essi si allontanano a velocità sempre maggiori a seconda della loro distanza (legge di hubble!)...
Fino a qui sono sicuro di non sbagliare!
Dopodichè ci si è chiesti, ma questa velocità dipende solo dalla distanza?
Come si evolve il sistema nel tempo?
si è ipotizzato uno spazio curvo e si è utilizzata una metrica adatta allo spazio curvo.
Questo è dovuto al fatto che l'universo contiene della massa al suo interno, e questa massa secondo la relatività "piega" lo spazio.
La piegatura è stata utilizzata per spiegare il fatto che una massa riesce a deviare anche fotoni che essendo privi di massa in teoria (secondo newton) dovrebbero percorrere traiettorie rettilinee (cosa che si è dimostrato essere non vera)
Quindi quando si parla di spazio in movimento, questo è l'effetto della "piegatura" dello spazio, ma rimane sempre e comunque dovuta ad oggetti reali che creano di fatto questa deformazione o questo allungamneto come lo vogliamo chiamare.
Quindi quando ti trovi vicino ad un oggetto (nucleo galattico, stella pianeta ecc) questo effetto di piegatura è molto forte e localizzato e prevale nettamente sulla forza di insieme dell'universo (le equazioni di einstein!)...
Per fare un esempio terra terra, le equazioni di eisntein tenderebbero ad allonatanare tra loro la materia della terra, ma la forza di gravità della terra la tiene assieme, perchè la curvatura gravitazionale prodotta dalla terra e enormemente più grande di quella prodottta dal resto dell'universo (le equaioni di einstein) dire che lo spazio si posta seguendo le equazioni di einstein è sbagliato, perchè appunto non sono applicabili in queste circosanze, quello che è giusto fare è applicare la relatività generale, ed allora sapresti in maniera precisa quanto hai deformato lo spazio!!
azz non riesco proprio a spiegarlo!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Lo spazio si modifica se c'è la presenza di qualcosa in gradio di piegarlo spostarlo ecc!!
Applicare le equazioni di einstein ad un atomo ad un pianeta ma anche ad una galassia, è IMHOA un errore concettuale!!

GHISO983

Fabios ha scritto:

Si' Ghiso, chiaro che nel reale le cose vanno in altro modo. Ma vorrei isolare le forze in gioco. Altrimenti chiaro che diventa tutto oscuro... :mrgreen:

La domanda che ho fatto mi farebbe capire un po' di cose infatti: quelle masse avrebbero diversa interazione gravitazionale o sarebbe la medesima? Se non capisco questo...

Fabios l'errore è proprio questo la fisica si occupa di cose reali, in alcuni casi si ci estranea, per far capire meglio le cose, ma in altri semplificare le cose troppo ti fa arrivare a conclusioni sbagliate!!

Fabios ha scritto:

Quindi faccio un esempio con una fettuccia piu' semplice: 3 corpi, posti
1--(un secondo luce)-->2--(cinque secondi-luce)--3
Ora ponendo le masse in modo tale che questa configurazione sia stabile, cosa succede se si espande lo spazio? Se le distanze "secondo la relativita'" raddoppiano, la configurazione non sara' piu' stabile perche' la gravitazione varia col quadrato delle distanze quindi il corpo centrale verra' attratto di piu' ora dal corpo piu' vicino.
Oppure rimane tutto uguale?

La domanda è incompleta molto incompleta questi corpi da cosa sono vincolati?
corde di massa nulla? (se si la corda è perfettamente rigida? e qui diventa un casino perchè a distanze così grandi la relatività conta e quindi non esiste proprio il corpo perfettamente rigido se così fosse i 3 corpi appunto non si muoverebbero di un mm per definizione di rigidità :wink:

)
Gravità?
altro?
Nel mondo reale, in qualsiasi caso quei 3 corpi si allontaneranno (solo se siamo nel vuoto cosmico se no ci sono gli effetti delle stelle vicine), nel mondo immaginario, bè dipende dai vincoli :wink:

ma non è detto che in vincoli che poniamo ci facciano capire davvero come vanno le cose, a seconda dei vincoli possiamo capire le cose ma in modo sbagliato! :wink:

Fabios

Comincio da qui

GHISO983 ha scritto:

azz non riesco proprio a spiegarlo!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

e vorrei invitarti a non smettere di provarci :wink:

. Faccio parte di chi ha capito quasi nulla ma voglio comunque provare se posso capire un po' meglio e apprezzo ogni tentativo.

Poi, circa l'errore concettuale: secondo me no, ma puo' benissimo essere come dici tu, che e' senza senso farsi certe domande. Quindi scusami se proseguo

. Pero' certamente mi rendo conto che forse la mia semplicizzazione e' eccessiva (anche se non saprei in cosa ma sono troppe le cose che non so).

E' vero, la curvatura dello spazio dipende dalle masse (e energie?) che ci sono dentro. Ma questo e' vero anche per il mini-Universo con le 3 masse della mia domanda. E penso che lasciando passare ipermiliardi di anni, comunque le cose si dovrebbero ben notare (sempre che si possano notare, che e' poi la mia domanda).
Da cosa sono vincolati? Bo.. e' un tentativo di esempio... potrebbero ad esempio orbitarsi vicendevolmente?

GTBL

GHISO983 ha scritto:

(...)
Applicare le equazioni di einstein ad un atomo ad un pianeta ma anche ad una galassia, è IMHOA un errore concettuale!!

Precisamo una volta per tutte un fatto.
Ci sono questioni attualmente chiuse, e ci sono questioni aperte.
Tu consideri arbitrariamente chiusa una questione che invece è molto aperta, peraltro aggiungendo "applicare... è un errore concettuale".
Perché?
Tu applichi un processo mentale del tipo "controlliamo il fit con i dati usati per trovarlo". Errore tipico dello studente, anche se ha preso 30. Non è questione di età o irruenza giovanile (molti fisici hanno scoperto molto in giovanissima età, ritengo ad esempio che tu non sia più giovane di Heisenberg nel momento in cui si è messo in luce, e ti posso del resto trovare fior di docenti universitari ben oltre i 50 che fanno lo stesso errore), ma di mentalità, di approccio epistemologico. Hai ancora la mentalità residua da studente di fisica 1, solo che ora stai studiando questioni che non sono da fisica 1. E' la mentalità delle "risposte chiare e rassicuranti". Che non funziona in cosmologia. E non funziona, in generale, nella scienza.
Il giorno in cui trovarei per conto tuo che non è necessario aggiungere punti esclamativi in numero superiore a uno...
... capirai tu stesso di aver fatto il "salto di qualità". Non ho dubbi sul fatto che quel giorno arriverà (se avessi dubbi su ciò, non avrei neppure risposto a nessuno dei tuoi post!). Ma non è ancora arrivato. Medita su ciò.

Per essere più chiaro sulla questione discussa, aggiungo le ultime parole della conclusione di Coopertock, Faraoni, Vollick. The Influence of the Cosmological Expansion on Local Systems. ApJ 503:6166, 1998: "As a conclusion, it is reasonable to assume that the expansion of the universe affects all scales, but the magnitude of the effect is essentially negligible for local systems, even at the scale of galactic clusters.".
Bada bene, non è il risultato netto ad essere diverso, ma l'approccio epistemologico seguito!

GHISO983

No no hai fatto bene a puntalizzare, ma l'errore c'è (sempre IMHO) solo che non riesco a spiegarmi concedimelo non è un argomento facile ed io ho forti limitazioni linguistiche che mi limitano tantissimo (più addirittura delle mie limitazioni sull'argomento che sono tante!) e questo è una cosa grave ed è una mia esclusiva colpa!
Cmq secondo me l'errore concettuale non è nel considerare le equazioni di einstein anche nel campo gravitazionale di una galassia, oppure di una stella ecc....
Questo perchè quella stella quella galassia, nel loro piccolo, sono una parte delle equazioni di Einstein.
Mi rendo conto che esiste una forza di attrazione dovuta al resto dell'universo, ma mi rendo anche conto che le varie misure sperimentali funzionano perfettamente come se la forza fosse trascurabile (o non esistesse) non solo, se volessi tenere conto di quella forza, dovrei anche tenere conto di tuttle le forze di iterazione delle stelle vicine delle galassie vicine se non dei sistemi galattici vicini, rendendo il sistema enormemente complesso, per poi scoprire che in effetti queste forze sarebbero trascurabili....
Se non fosse così vedremo un universo molto diverso, e comunque almeno qui sulla terra potremmo misurare direttamente questi effetti
No
Non mi sono assolutamente spiegato :oops:

Fossimo ad un bar reale a parlare uno fronte all'altro forse ce la farei, ma così non mi riesce proprio
non trovo le parole

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