Re: Ma perché conta così poco?

From: Aleph <no_spam_at_no_spam.com>
Date: Thu, 28 Oct 2010 18:04:40 +0200

Tetis ha scritto:

> On 25 Ott, 11:41, no_spam_at_no_spam.com (Aleph) wrote:

...
> Lasciamo un momento da parte i risultati contestati. Mi ricordo del
> clamore della notizia del 2000 e del fatto che da allora, sebbene ci
> siano stati in seguito dei ripensamenti critici l'ipotesi di universo
> piatto � favorita,
...

Non solo da allora.
La cosmologia del B.B. � stata praticamente da sempre caratterizzata da
una tensione, per decenni non sostenibile sulla base dei dati osservativi,
verso Omega_o = 1.

...
> ma sono proprio gli spunti critici teorici che
> voglio intendere bene. Andando all'articolo specifico si legge che le
> misure sono compatibili con quanto previsto da un modello di materia
> oscura in un universo (euclideo) piatto come favorito da uno scenario
> inflazionistico standard. E' per questo che tu scrivevi "inflation
> apart"?

Sostanzialmente s�.
Anche la scelta dello spettro di potenza delle perturbazioni iniziali,
adiabatico del tipo P(k) = A*k, viene fatta perch� � una delle predizioni
di molti (non so nemmeno se di tutti) modelli inflazionari.

> Cio� non esistono altre misure che prescindano dal modello
> inflazionistico per vincolare direttamente curvatura?

La misura basata sullo studio del CMB in realt� ne prescinde, a parte il
fatto che utilizza uno spettro di potenza delle perturbazioni iniziali del
tipo che abbiamo detto.

> Ad esempio
> misure relative all'evoluzione dell'universo, che quindi non guardino
> la radiazione cosmica di fondo, ma guardino per esempio il redshift e
> l'et� delle stelle ad alto z?

E' la classe di osservazioni che coinvolge (ad esempio, ma si � fatta
anche con altre sorgenti) le supernovae di tipo Ia, che tuttavia non
vincolano Omega_o, ma pi� precisamente una combinazione lineare di
parametri di densit� parziali.

In pratica ci� che viene studiato � il parametro di decelerazione definito
come:

qo = -(a'')*a/(a'^2)(to)

il quale per Universi con Lambda = 0 diventa:

qo = Omega_o/2 e quindi vincola direttamente il parametro di densit�,

mentre per Lambda =/= 0 diventa:

qo = Omega_o/2 - Omega_Lambda e quindi non vincola direttamente il
parametro di densit�,

ed ecco perch� c'� bisogno della concordanza per ottenere i valori citati
dei parametri cosmologici.

Cercando in rete della documentazione sui vari metodi osservativi per la
determinazione del parametro di densit� mi sono imbattutto in un articolo
un po' vecchiotto (1993), ma che comunque dovrebbe far riflettere.

http://www.nature.com/nature/journal/v361/n6408/abs/361134a0.html

Siamo cinque anni prima di Reiss e Perlmutter (Supernovae di tipo Ia e DE)
e il "sentiment" dominante dei cosmologi � per un universo piatto dominato
dalla CDM (CDM model appunto).
L'articolista, che personalmente non conosco ma fa parte di una struttura
di ricerca accreditata e pubblica su Nature, ci dice che stimando
l'andamento con z della dimensione angolare di sorgenti radio compatte
(altro modo di stimare Omega_o diverso da quelli incontrati sinora, ottiene

qo circa = 0,5

(nota bene che il valore � positivo, perch� in assenza di una Lambda
opportuna l'Universo deceleara)

ovvero, visto che ancora di Lambda non si parla, Omega_o = 1 .

In realt� se ci andiamo a calcolare il valore teorico di qo che uno
dovrebbe aspettarsi nel modello Lamdba_CDM odierno, figlio della
rivoluzione post SN IA dovremmo avere

qo circa = -0,6 questa volta con il segno - :)).

Mi sembtra un errore importante, degno della migliore tradizione della
cosmologia osservativa.

Da ci� io ne deduco che in cosmologia, e dovunque sia difficilissimo e/o
quasi impossibile compiere misure affidabili di grandezze e/o parametri
fisici, ci� che ci aspettiamo orienta pesantemente il risultato.

In altre parole, non avere la possibilit� di eseguire, per cos� dire, le
misure in "doppio cieco" mina fortemente, in generale, la credibilit� dei
risultati che vengono di volta in volta ottenuti.

BTW � questa la ragione per cui, pur ignorando quasi tutto ci� che c'� da
ignorare in merito, sono abbastanza scettico sulle teorizzazioni a
posteriori (rispetto ai risultati dei cosmologi) dei fisici delle
particelle di cui ci sta parlando Argo.

> A me pare di avere inteso, ma sono
> sempre incerto quando maneggio quelle equazioni, che in linea di
> principio, a parte la realizzabilit� pratica delle statistiche, il
> modello basato sulla relativit� generale evolutiva (Friedman et. al.)
> con costante cosmologica e curvatura diventa abbastanza elastico da
> adattarsi ai dati ma i dati reali forniscono certamente dei vincoli
> fra le grandezze, ci mancherebbe altro che pensassi il contrario, ma
> quanto stringenti?

Ottieni che con un set di valori, i famosi undici parametri di cui anche
tu hai parlato, realizzi un buon fit di alcune categorie di dati, il punto
� che, data l'inevitabile degenerazione dei modelli (pi� set di valori che
fittano altrettanto bene le stesse classi di dati) non riesci a dterminare
le cose con la sicurezza che vorresti.

In pratica poi le cose si traducono nel fatto che per ogni parametro hai
delle regioni d'incertezza (pi� o meno ampie), che sono poi quelle
riportate nel particle data book.
 
> E' su questo che, siccome non sono abbastanza
> esperto con tutti i parametri in gioco, non mi riesce minimamente di
> addivenire ad una certezza, per esempio, nello specifico, non capisco
> se prescindendo dalle ipotesi sull'universo pi� remoto (su cui si ha
> sempre il legittimo diritto di rinviare la formazione di un'opinione
> definitiva) si riescono ad ottenere dei limiti stringenti sulla
> curvatura.

Non certo con le misure del CMB dove a parte la forma dello spettro di
potenza delle perturbazioni iniziali (l'ampiezza viene normalizzata ad hoc
per far tornare le cose), c'� anche, a esempio, la stima degli effetti
della fase di reionizzazione.

...
> Cio� la dark energy e la dark matter sono ipotesi
> relativamente grevi sul piano interpretativo, ma, ritengo, del tutto
> lecite e possibilmente predittive sebbene di complessa misurabilit�.

A mio parere la DE � molto pi� debole della DM, essenzialmente perch�
l'assunzione che le SN IA siano una classe affidabile di candele standard
� lentamente, ma inesorabilmente, messa sempre pi� in discussione.

...
> > La mia sensazione personale � che, data la grande complessit� connessa al
> > grado di affidabilit� delle osservazioni cosmologiche, ci sia la tendenza
> > un po' corriva da parte di ricercatori di altri settori ad accettare come
> > solidi e corroborati dei "claims" in realt� caratterizzati da un notevole
> > grado d'incertezza.

> A me personalmente quello che fa impressione � che, vedendo crescere
> il numero di cifre significative connesse alle costanti cosmologiche
> di circa 0,1 cifre l'anno, so che alla base di queste stime di
> incertezza ci sono ipotesi molto problematiche da distinguere e pesare
> per rilevanza ed affidabilit� e che mi � certo difficile seguire nel
> dettaglio il metodo di selezione dei modelli che conducono a questo
> aumento di cifre significative.

Questa � la cosiddetta "cosmologia di alta precisione" che, a mio modesto
parere, � sostanzialmente un bluff.
E te ne rendi conto dal fatto che (su Ho ad esempio) c'� ancora una certa
variabilit� nel valore che viene adottato in letteratura, anche se si
situa spesso tra 0,65 e 0,75 (parametro h).

> > Per questo motivo invitavo ad aspettare i risultati del satellite europeo
> > Planck, che � l'esperimento pi� preciso messo in piedi sinora per studiare
> > il CMB (per la prima volta dovrebbe anche consentire di misurare il grado
> > di polarizzazione della radiazione, che dovrebbe fornire altre
> > informazioni d'importanza cosmologica).

> Ma quindi mi sembra di capire che per quanto riguarda l'evoluzione
> della stima diretta delle densit� di materia ed energia oscura dal
> lensing gravitazionale, non ti aspetti la possibilit� che emergano
> vincoli indipendentemente significativi sulla curvatura e sugli
> scenari inflattivi.
...

Il fatto � che il lensing gravitazionale, almeno da quanto ho visto
sinora, si applica "localmente", a oggetti anche molto estesi, come gli
ammassi di galassie, ma pur sempre locali, mentre la misura di Omega_o (e
affini) deve coinvolgere caratteristiche fisiche (CBR) o parametri (qo,
etc.) globali.

Saluti,
Aleph




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