Dimostrazione che la velocità della luce rispetto alla Terra, non può essere isotropa

From: Dino Bruniera <dino.bruniera_at_gmail.com>
Date: Tue, 25 Jan 2022 16:45:09 +0100

Espongo qui di seguito una dimostrazione che la velocità della luce
rispetto alla Terra, non può essere isotropa.
Naturalmente sono gradite eventuali contestazioni e/o osservazioni.

Dino Bruniera


In base alla teoria del Big Bang l’Universo è in espansione, e circa
380.000 anni dopo il suo inizio è diventato trasparente alla radiazione,
per cui un’enorme quantità di fotoni ha iniziato a propagarsi
liberamente nello spazio. Pertanto essi, a differenza degli altri
fotoni, che vengono emessi da oggetti materiali in moto rispetto allo
spazio, è come se fossero stati emessi dallo spazio stesso. Per cui,
poiché la frequenza ondulatoria dei fotoni risulta isotropa nei
confronti dell'emittente, sono gli unici fotoni la cui frequenza
ondulatoria risulta isotropa nei confronti dello spazio.
Detti fotoni sono partiti da luoghi diversi dell'Universo ed hanno
viaggiato in direzioni casuali, per cui una parte di essi ha viaggiato
in direzione del luogo dello spazio dove in futuro ci sarebbe stata la
Terra. Da allora tali fotoni, che vengono denominati come radiazione di
fondo, hanno continuato ad arrivare sul luogo della Terra, a cominciare
da quelli partiti dai luoghi più vicini e poi via via, da quelli sempre
più lontani.

A causa dell'espansione dello spazio, la lunghezza d’onda dei fotoni
all’arrivo sulla Terra, risulta notevolmente aumentata, e cioè di circa
1.100 volte di più di quella della partenza. E risulta la stessa per
tutti i fotoni, da qualunque direzione essi provengano, salvo alcune
lievissime anisotropie dell'ordine di una parte su 100.000.
Oltre a dette anisotropie, che sono di natura intrinseca alla radiazione
di fondo, è stata rilevata una particolare anisotropia di ben maggiore
grandezza rispetto alle altre, e cioè di circa una parte su 1.000, che
dipende dalla direzione di provenienza della radiazione di fondo e che
risulta dovuta al moto della Terra, di circa 370 km/s rispetto ad un
determinato luogo dello spazio nel quale detta anisotropia non verrebbe
rilevata. Essa viene denominata “anisotropia di dipolo” ed è dovuta alla
maggiore frequenza ondulatoria rilevata in una direzione e alla minore
frequenza ondulatoria rilevata nella direzione opposta.
Per cui in tale luogo risulterebbe che la frequenza ondulatoria dei
fotoni della radiazione di fondo sarebbe isotropa o, più precisamente,
che non sarebbe influenzata dall'anisotropia di dipolo. Ma anche la loro
velocità risulterebbe isotropa, perché l’esperimento di Michelson e
Morley ha dimostrato che la velocità della luce risulta isotropa in
qualunque luogo essa venga misurata. Quindi in detto luogo sia la
velocità che la frequenza ondulatoria dei fotoni della radiazione di
fondo, risulterebbero isotrope.
Detto luogo non può che essere quello dove la frequenza ondulatoria dei
fotoni della radiazione di fondo viene misurata e cioè quello dove la
Terra sta transitando nel momento della misura.

Espongo ora due esperimenti mentali.

Si immagini l’Universo come una grande sfera di gomma sulla cui
superficie siano segnati moltissimi punti, i quali raffigurano i luoghi
dell’Universo.
Si immaginino poi i fotoni della radiazione di fondo come delle file di
automobiline, ognuna delle quali rappresenta un’onda (più
scientificamente ogni automobilina rappresenta la cresta di un'onda
periodica), che si muovano sulla sua superficie a velocità costante,
poniamo di 1 m/s.
Si immagini poi la Terra come un camioncino che si muova sulla
superficie della sfera, ma ad una velocità molto inferiore ad 1 m/s, e
poniamo che riesca a misurare la velocità delle automobiline nei suoi
confronti. Allora rileverebbe che esse gli si avvicinano a velocità
diverse a seconda della direzione, e sapendo che la loro velocità è
isotropa rispetto al punto dove stanno transitando, con adeguati calcoli
potrebbe determinare la propria velocità rispetto al punto che sta
percorrendo.
Per esempio se misurasse la velocità di due sole automobiline
provenienti da direzioni opposte rispetto alla sua direzione di marcia,
e questa fosse rispettivamente di 0,9 e 1,1 m/s, la differenza sarebbe
di 0,2 m/s e la sua velocità rispetto a tale punto, risulterebbe della
metà, e cioè di 0,1 m/s.
Ma se il camioncino rilevasse la velocità di 1 m/s per tutte e due le
automobiline, significherebbe che non ha gli strumenti adeguati per
rilevare l’esatta velocità e non che le automobiline gli vengano
incontro realmente a 1 m/s, in quanto ciò sarebbe impossibile.

Poniamo ora che in uno dei punti segnati sulla sfera, transitino due
file di automobiline, provenienti da direzioni opposte e distanziate di
0,1 metri l’una dall’altra.
Un camioncino fermo in tale punto, in un secondo conterebbe 10
automobiline provenire da una direzione e 10 dall’altra, e misurerebbe
una velocità di 1 m/s per ciascuna di esse. Pertanto sia la frequenza di
automobiline che la loro velocità, gli risulterebbero isotrope.
Ora poniamo che il camioncino si muova alla velocità di 0,1 m/s verso
una delle due direzioni. In un secondo conterebbe 11 automobiline
provenire dalla direzione verso la quale si sta muovendo e 9
automobiline dalla direzione contraria. Quindi rileverebbe una
differenza di 2 automobiline tra le due direzioni di provenienza (la
differenza raffigura l'anisotropia di dipolo della radiazione di fondo).
E se misurasse correttamente la velocità delle automobiline rispetto a
sé stesso, troverebbe che quelle provenienti dalla direzione frontale
avrebbero una velocità di 1,1 m/s, mentre quelle provenienti dal retro
avrebbero una velocità di 0,9 m/s. Pertanto sia la frequenza che la
velocità delle automobiline, dipenderebbero dalla direzione di
provenienza e, quindi, gli risulterebbero anisotrope.
Ma se misurasse la loro velocità isotropa (1 m/s) e la frequenza
anisotropa (11 e 9), significherebbe che una delle due misure non
sarebbe corretta, e cioè quella della velocità, come risulta
dall’esperimento mentale precedente.
In conclusione risulta che la velocità delle automobiline è realmente
isotropa solo nei confronti del punto che stanno percorrendo e non anche
nei confronti di un camioncino che transiti in tale punto ad una
determinata velocità.
Pertanto dato che in questo esperimento mentale il camioncino raffigura
la Terra e le automobiline le onde elettromagnetiche dei fotoni della
radiazione di fondo, credo di aver dimostrato che sulla Terra la
velocità di dette onde, e quindi anche di quelle dei fotoni della luce,
non può essere isotropa.
Received on Tue Jan 25 2022 - 16:45:09 CET