Re: Materia oscura ed accelerazione delle galassie

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Wed, 22 Jun 2005 20:55:39 +0200

Luca Andreoli ha scritto:
> Dalle osservazioni astronomiche sembra che le galassie piu' lontane
> abbiano una accelerazione non facile da spiegare.
> Ho letto che qualcuno ipotizza che la causa di questa accelerazione
> possa essere nella -materia oscura-.
No: o fai confusione tu, o l'ha fatta chi ha scritto questo.
In questo caso di tratta della "energi oscura" (dark energy) appunto
da non confondere con la "dark matter".

> Ma come farebbe eventualmente questa materia oscura a far accelerare
> le galassie ? Se dall'osservazione sembra che le galassie piu' lontane
> abbiano questa accelerazione,la materia oscura per accelerarle
> dovrebbe trovarsi ancora piu' lontana ed -attrarle- con la forza
> gravitazionale.
Sarebbe cosi' se fosse usuale materia.

Davide Campagnari ha scritto:
> Non si tratta tanto delle accelerazioni, quanto delle velocita' di
> rotazione.
> ...
Tutto quello che dici vale per la materia oscua (v. sopra) ma e' un
problema diverso.

> L'ipotesi MOND e' - stando al mio prof - "intrigante",
> ...
Concordo anch'io sul termine "intrigante", ma stiamo parlando di
un'altra cosa...

La questione dell'energia oscura nasce da tutt'altra parte. Le
relazioni magnitudine-redshift di supernovae lontane (insieme con
altri dati, per es. quelli sulle fluttuazioni spaziali della
radiazione di fondo) vanno fittate con un modello cosmologico nel quale
ci sono alcuni parametri liberi.

Viene fuori che questo fit riesce bene solo se si accetta nelle eq. di
Einstein il famoso "termine cosmologico":

R_ab - R g_ab /2 - L g_ab = 8 \pi T_ab. (1)

Qui il termine cosmologico e' il terzo a primo membro, dove ho scritto
L ma di solito si scrive Lambda (costante cosmologica). L e' uno dei
parametri del fit.

Scritta cosi', la (1) e' una modifica (dovuta allo stesso Einstein)
delle equazioni "pure", ossia senza termine cosmologico.
Ma riscriviamola cosi':

R_ab - R g_ab /2 = 8 \pi T_ab + L g_ab. (2)

Ora il termine cosmologico acquista il carattere di un contributo
addizionale al tensore energia-impulso T_ab, che si puo' attribuire a
qualcosa di non direttamente osservabile: e' questa la "energia
oscura".

Per un comune fluido perfetto si ha

T_ab = (\rho + p) u_a u_b - p g_ab

dove rho e' la densita' di quiete, p la pressione, u_a la q-velocita'
del fluido.
Per interpretare anche il termine addizionale allo stesso modo,
bisogna supporre che per questo nuovo fluido si abbia p = -\rho = -L:
densita' positiva e pressione negativa.
Non solo: \rho risulta costante invece di decrescere con l'espansione
dell'Universo.
Sono queste proprieta' che causano l'accelerazione.

Al momento nessuno sa da dove possa venir fuori una tale forma di
materia-energia: si parla di "energia del vuoto quantistico" ma in
realta' qualunque stima ragionevole su questa base darebbe un termine
troppo grande, non ricordo se per 60 o 120 ordini di grandezza.
Il che e' come dire che non si capisce niente...
            

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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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Received on Wed Jun 22 2005 - 20:55:39 CEST