La costante G non e' una vera costante?

From: attilio <gattilio_at_libero.it>
Date: 9 May 2003 06:05:52 -0700

La costante di gravitazione G e' veramente una *costante universale*?

Come e' noto, diversi ricercatori come Dirac e Brans & Dicke proposero
teoricamente una variazione della costante universale di Netwon
nel corso del tempo. Pero' una variazione temporale, anche se
fosse consistente su scala cosmologica, potrebbe apparire
lentissima nell'ordine di grandezza dei tempi umani e
potrebbe anche non essere mai misurabile. Infatti, se non erro,
le ultime misure radar e laser su scala del sistema solare non
hanno dato risultati che possano assolutamente escludere che
G non vari affatto nel tempo.

Che dire invece di G rispetto allo spazio, o per essere piu'
esatti, rispetto a distribuzioni di materia nello spazio "vuoto"?

Dopo aver fatto una piccola ricerca personale in storia della
fisica su Ernst Mach e sul cosiddetto "Principio di Mach"(PM)
(espressione pero' coniata da Einstein, lui stesso
ispirato da questo principio agli inizi della sua
teoria della RG), lessi l'interessante articolo di D.W.Sciama
"On the origin of Inertia", del 1952, quindi un altro
articolo di pochi anni dopo di Brans e Dicke, anche loro
ispirati al PM, e che hanno proposto una teoria della
gravitazione che fosse compatibile molto meglio della RG.

Da qui mi e' venuta qualche idea, pero' non essendo io affatto
esperto nei calcoli superiori del tipo di quelli usati nella RG,
vi anticipo qualche risultato delle mie stime grossolane,
chiedendovi solo qualche commento. Cioe', se ci sono delle
motivazioni *a priori* che possano smentire tale tipo di
risultati, per favore ditemelo in modo chiaro, cosi' mi
risparmierete un sacco di ricerche inutili nel futuro! :-)
 

Ecco comunque il possibile orizzonte che mi e' parso aprirsi:

- la scarsa precisione (addirattura a meno della terza cifra decimale!)
con cui e' nota sperimentalmente G, al confronto con quella di altre
costanti universali, e' abbastanza *sospetta*, qui gatta ci cova...

- la G "universale", infatti, potrebbe essere null'altro che una media
cosmica abbastanza buona su tutte le direzioni per via dell'ottima
isotropia su scala cosmica. D'ora in poi la indichero' con G*

- la "costante" G' puo' variare nello spazio (non solo nel tempo),
e in particolare potrebbe essere (localmente) dipendente dalla
direzione (ricercatori di origine russa, GERSHTEYN & altri, hanno
recentemente *misurato* una G' diversa con la direzione,
vale a dire una *anisotropia* della costante G* che dunque
vera *costante* della fisica allora non potrebbe piu' essere,
se tali risultati venissero confermati;

- Suppongo che, in direzione del centro della nostra galassia e nelle
direzioni degli ammassi di galassie di Coma e di Virgo ci potrebbero
essere piccole variazioni; purtropp ignoro gli attuali sviluppi
delle ricerche dei Gershteyn;

- la velocita' di rotazione delle parti esterne delle galassie
non sembra seguire la legge di gravitazione di Newton! Da qui la
ben nota quanto controversa ipotesi della "massa oscura", ma finora
le microparticelle teorizzate nessuno le ha ancora rivelate: siamo
sicuri che esistano veramente o che siano veramente necessarie?

- partendo dal PM, mi e' venuto fuori il risultato che la G'(effettiva)
diminuisca in presenza di addensamenti spinti di massa. Nel caso ordinario,
come ad es. sulla superficie terrestre, la differenza e' cosi' piccola
da essere inapprezzabile.

- Se al centro delle galassie c'e' una specie di "buco nero", allora c'e'
un gradiente di G', dove G' e' piu' alta verso l'esterno e puo' tendere a
zero verso il centro. Allora e' come se la massa inerziale esterna fosse
relativamente piu' alta rispetto agli strati interni "piu' leggeri". Da
qui le osservate anomalie astronomiche sulle velocita' con la distanza
radiale.

- Sulla superficie di un "buco nero"(BN) sferico di Schwarzschild la
G' = G*/2 esattamente, nel caso statico. All'interno di grosse
concentrazioni di massa (come ho pure letto da due ricercatori russi
dell'universita' di Kazan, BASHKOV & KOZYREV) c'e' una sorta di permeabilita'
di G relativa alla densita' e posizione nel materiale, ed il bello e' che
G puo' tendere a zero! Il raggio di Schwarzschild effettivo allora
sarebbe R(o) = 2 G' M/c^2 = G* M /c^2. D'ora in poi per distinguerlo
lo chiamero' "RAGGIO DI MACH";

- questa cosa non e' affare di poco conto: dire che G' tende a zero
al centro di un "buco nero" potrebbe evitare tutti quei problemi di
infinito che all'inizio furono ripudiati dagli stessi fisici (Einstein
incluso per primo), poi gradualmente accettati, dopo i famosi teoremi di
Hawking & Penrose. Infatti G' tendente a zero al centro equivarrebbe a
dire inerzia tendente a zero della massa in fase di collasso centrale,
quindi con una drastica riduzione del collasso stesso e infine la
possibilita' che il processo non converga al limite matematico della
singolarita'. Ora, io non sono capace di addentrarmi nell'alta matematica
ma lasciatemi osservare quanto segue: i calcoli di Hawking & Penrose
partono dal presupposto che G* sia una vera costante. Invece G* sarebbe
solo una (buona) media cosmica, mentre la G' locale ed effettiva
e' quella che piu' dovrebbe interessarci, misurandola in modo legato
anche alla direzione degli addensamenti di materia;

- lasciatemi infine aggiungere che i corpi astrofisici piu' densi
finora osservati sono del tipo di stelle a neutroni (pulsar), o
del tipo dei nuclei galattici attivi, con forte espulsione fortemente
direzionale, collimata su assi prossimi a quello di rotazione. Non viene
affatto osservato un "buco nero", ma oggetti che espellono tanta energia,
altro che materia tutta risucchiata per sempre nel vortice!

Le "osservazioni indirette" di "buchi neri" finora effettuate non
dimostrano affatto l'esistenza di BN cosi' come previsti dalla
teoria attuale, bensi' di corpi ultradensi con effetti simili
a quello previsti dalla RG, che sarebbe perfetta se non avesse
tre grossi difetti:

  1) non si integra coerentemente e in modo completo col Principio di Mach;
     Einstein si sforzo' a lungo di riuscirci, poi rinuncio' all'idea;

  2) la RG parte dal preconcetto che G sia costante vera e universale
     come la velocita' della luce c o la costante di Planck h;

  3) con la RG si prevedono indesiderabili "singolarita' nude" che
     sono degli assurdi dal punto di vista fisico, che richiedono
     dubbie ipotesi ad hoc per poter essere evitate o inosservabili.

Insomma che ne pensate: G costante o non costante?

COrdiali saluti a tutti,
Attilio A.
Received on Fri May 09 2003 - 15:05:52 CEST