Re: A proposito di Galassie lontane

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Tue, 06 Apr 2004 20:17:49 +0200

Antonio De Marco ha scritto:

> Nella rivista " l'astronomia " numero 95 del 1990 � riportato un
> articolo di Alberto Masani dal titolo ' Velocit� e Distanze ai Confini
> dell'Universo' nel quale � inserita una tabella che contiene alcuni
> dati riguardanti proprio velocit� e distanze tra galassie in funzione
> del Redshift. I valori di Redshift presi in considerazione sono
> compresi tra zero ed infinito.
Avrei qualche commento.
1. Quell'articolo e' stato scritto 14 o 15 anni fa. Cio' implica che
usa dati non aggiornati, a cominciare dalla costante di Hubble, della
quale giustamente scrivi:
> Il valore che si attribuisce alla costante Ho gioca un ruolo
> importantissimo nel ricavare i dati riportati nella tabella in quanto
> essa � presente nelle formule che si utilizzano ed � sempre al
> denominatore.
Il valore oggi piu' attendibile e' circa 70 km/(s Mpc).

2. Anche le formule non sono le migliori, per la stessa ragione.
Infatti da quello che vedo Masani usava le seguenti ipotesi:
a) spazio piatto
b) densita' di materia al valore critico
c) niente termine cosmologico.
Oggi invece si assume a), ma la densita' e' presa 0.3 volte il valore
critico e si aggiunge un termine cosmologico per fare la differenza.
Ne segue che le formule sono un po' diverse.
Intendiamoci: non cambia molto. Per es. la distanza attuale risulta
circa 31 miliardi di anni luce, il tempo di emissione 470 milioni di
anni.
Segnalo che su questo argomento c'e' stato un lunghissimo thread in
it.scienza, durato fino al 29 marzo.

> 4) La velocit� con cui quella galassia si allontanava da noi al
> momento di emissione della luce era 4,63 volte superiore a quella
> della luce.
> ...
> Nell'articolo si descrive come dobbiamo intendere i concetti di
> distanze e velocit� in cosmologia per un corpo che corre attraverso lo
> spazio e si giustifica anche il fatto che si possono avere velocit� di
> espansione notevolmente superiori a quelle della luce.
3. Con i dati recenti quella "velocita'" e' in realta' "solo" due
volte o poco piu' superiore a c.
Ma su questo punto mi voglio soffermare un po' piu' a lungo.

Non conosco l'articolo di Masani, quindi non mi riferisco a lui in
particolare; ma dico senza esitare che io non userei mai il termine
"velocita'" in questo contesto, e lo ritengo pericoloso, nel senso
che quasi certamente produce fraintendimenti.

In ambito relativistico, e specialmente in RG, anche le cose che ci
sembrano piu' ovvie vanno ripensate criticamente: e' qui il caso del
concetto di velocita'.
Che cosa vuol dire misurare una velocita'?
Abbiamo un corpo che si muove: ma gia' questo non significa niente, se
non precisiamo "si muove rispetto a un certo sistema di riferimento".
Se vogliamo misurare la sua velocita', dobbiamo disporre
a) di due o piu' orologi tra loro sincronizzati
b) di un "riferimento" appunto, al quale riferire il moto.

Piu' in concreto, dovremo procedere cosi':
- scegliere due punti A e B del nostro riferimento (ovviamente A e B
sono *fermi* in questo riferimento)
- misurare la distanza d=AB
- piazzare i due orologi sincronizzati in A e in B
- registrare i tempi tA e tB ai quali il corpo mobile passa per A e
per B
A questo punto possiamo calcolare la velocita' v = d/(tB-tA).

Ora cerchiamo di applicare questa procedura a due galassie.
Per quanto possa sembrare strano, il problema non e' dato dagli
orologi: in un modo o nell'altro e' possibile definire un "tempo
cosmico", che sara' appunto il tempo segnato da orologi sincronizzati
in punti diversi dell'Universo.
Il vero problema e' il *riferimento*. In altre parole: come prendere
i punti A e B *fermi*?

Il principio cosmologico (lo stesso che serve per definire il tempo
cosmico) ci dice che a meno di moti peculiari, che possiamo sempre
rivelare e correggere, le galassie sono *ferme*, e costituiscono
quindi l'unica scelta possibile per A e B.
Al tempo stesso pero' l'espansione ci dice che la distanza tra A e B
*non resta costante*, quindi il nostro riferimento *non e' rigido*:
condizione irrinunciabile per usarlo in una definizione di velocita'.

D'altra parte se le galassie sono ferme, la loro velocita' e' nulla
per definizione, sebbene l'Universo si espanda...
Questo mostra a sufficienza, mi pare, che il concetto di velocita' *su
scala cosmologica* e' privo di senso in un Universo non statico.

Perche' ho scritto sopra che e' anche pericoloso?
Perche' suggerisce inevitabilmente che ci sia "qualcosa che sta fermo",
ossia che l'Universo si espande, e le galassie si allontanano,
*rispetto a uno spazio immobile*.
E questo e' proprio in aperta contraddizione con la RG.

Quindi chi viene indotto a pensare cosi' e' messo fuori strada, e non
puo' capir niente della RG.
Che piaccia o no alla famiglia dei divulgatori, di tutti i livelli e
classi...
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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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Received on Tue Apr 06 2004 - 20:17:49 CEST