Re: Espansione dell'Universo

From: Aleph <no_spam_at_no_spam.com>
Date: Tue, 28 Sep 2010 15:59:36 +0200

Soviet_Mario ha scritto:

> Il 27/09/2010 17:33, Aleph ha scritto:
> > Victor Frankenstein ha scritto:
> > ...
> >> Ma se l'universo � in espansione vuol dire che anche, per esempio,
> >> il sistema solare � in espansione ?
> >
> > Beh, no.
> > E credo che sia facilemente dimostrabile, data la veneranda et� del nostro
> > s.s., che � di circa circa 4,6 miliardi di anni.
> > In questo intervallo di tempo infatti il fattore di scala dell'espansione
> > universale dovrebbe essere cresciuto in maniera apprezzabile e
> > considerando che le interazioni fisiche fondamentali non sono invarianti
> > di scala (a parit� di forma delle leggi fisiche),

> osservazione interessante, ma mi stimola un dubbio : �
> possibile che la scala di cui parli (la scala delle misure
> NELLO spazio) sia anche la scala DELLO spazio stesso ?
> Cosa lo implica necessariamente, se pu� essere spiegato in
> modo banale ?

La struttura fisico-matematica della R.G., al cui interno si definisce la
metrica pi� generale (FRW) in grado di descrivere un universo omogeneo e
isotropo.
Le coordinate della parte spaziale della metrica FRW hanno in generale
(tranne casi particolarissimi) la propriet� caratteristica di espandersi
(o contrarsi) proporzionalmente al fattore di scala dell'espansione a(t).
L'evidenza che l'espansione si riferisca allo spazio stesso, e no
semplicemente alla scala delle misure, se ho capito bene cosa intendi, �
attestata sia dal fatto che le coordinate della metrica si riferiscono a
due punti vicini nello spazio tempo (ds^2) e non a un particolare oggetto
fisico.

> Ad es. io non lo avrei immaginato.
> Cio�, so benissimo che ci sono leggi non scala invariante,
> ma le ho sempre integrate all'interno di una data espansione
> spaziale fissa, e avrei pensato che l'espansione dello
> spazio stesso fosse del tutto trasparente alla legge fisica.
> A mia scusa adduco che di queste cose non so un accidente :-)

Riflettendoci un po' su credo che le implicazioni della mia osservazione
non siano poi cos� dirette come pensavo; probabilmente sviluppandole per
benino ci si troverebbe avvolti in ragionamenti ipotetici analoghi a
quelli tipici (dipendenti da un certo numero di assunzioni arbitrarie) che
capitano in tema di principio antropico.

Il mio punto di partenza era considerare valida l'ipotesi che tutto si
contraesse o espandesse proporzionalmente ad a(t); da ci� ho ricavato
alcune implicazioni dirette, che per�, a quanto sembra, potrebbero
risultare in contrasto con la forma stabilita delle leggi fisiche.

Provo a spiegarmi meglio.

Prendiamo l'esempio del metro (strumento fisico), che aumenta le sue
dimensioni proporzionalmente all'espansione universlae. Mi sembra
naturale, accettando quest'ipotesi di lavoro, considerare che l'espansione
debba avvenire a livello dei singoli atomi componenti, cos� come dovrebbe
avvenire per ogni atomo dell'Universo.
A questo punto potrei pensare che il raddoppio di a(t) rispetto al suo
valore attuale dovrebbe portare al raddoppio del raggio di Bohr dell'atomo
di H e quindi a un dimezzamento del livello energetico fondamentale.
Tuttavia questa semplice assunzione significa cambiare la fisica
sottostante, ovvero la meccanica quantistica, poich� l'hamiltoniana che
descrive l'atomo di H rimane la stessa indipendentemente dall'espansione e
quindi fornirebbe il valore di 0,52 Angstrom anche in uno spazio a
dimensioni doppie (e da questo punto di vista la forma delle leggi della
fisica pu� essere considerata invariante nei confronti dell'espansione
universale.
Per cui ammettere che il raggio di Bohr dell'atomo di H scali con a(t) ci
porterebbe, ipso facto, al di fuori della forma nota delle leggi fisiche,
in ragionamenti per apagogia abbastanza arbitrari, proprio come quelli che
coinvolgono il principio antropico.

...
> > gli effetti sul
> > funzionamento delle stelle e sul nostro Sole (variazioni di luminosit�,
> > colore, permanenza in sequenza principale, etc.) dovrebbero essere stati
> > drastici e avrebbero dovuto lasciare tracce evidenti anche sulla Terra.
> > Invece la spettroscopia degli oggetti cosmici pi� distanti non d� alcuna
> > evidenze in tal senso.

> Ritieni che questa possa essere una prova del fatto che
> l'espansione influenzi necessariamente le leggi
> scala-variabili ?

Probabilmente ho gi� risposto sopra e credo affermativamente.
Se tutto, atomi compresi, si espandesse veramente in modo proporzionale ad
a(t) la forma delle leggi fisiche cambierebbe con t.

...
> Voglio dire, che immagino che l'espansione dello spazio
> estenda la galassia, ma anche il metro che la misura, ergo
> come faccio a valutare DA DENTRO che l'espansione c'� stata
> ? A parte la scomparsa degli oggetti lontani, che � l'unica
> cosa che non mi suona strana
...

Questo per� fa a pugni con troppe osservazioni indipendenti che risultano
coerenti tra loro e in armonia con l'ipotesi che a espandersi sia lo
spazio e non i corpi legati, nonch� con il fatto che la forma delle leggi
fisiche dovrebbe variare con il tempo.

Prover� a postare qualche numero domani.

Saluti,
Aleph




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Received on Tue Sep 28 2010 - 15:59:36 CEST

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