Galassie in fuga e redshift

From: Antonio Iovane <iovane_at_tin.it>
Date: 1999/03/09

Questo testo e' anche disponibile per comodita' in
http://space.tin.it/io/antiovan

** LA VELOCITA' DELLA LUCE NON E' MAI COSTANTE **

Questa e' una mia ipotesi che vuole spiegare in maniera alternativa il
red shift.

Le molteplici implicazioni di quanto asserito saranno intuibili dagli
addetti ai lavori,
e pertanto non verranno qui neanche accennate.

Il discorso e' semplificato, e per ora vuole fornire un modello
autonomo che prescinde da
complicazioni al contorno come relativita', fatti gravitazionali etc.
 
Le correnti ipotesi sul red shift sono basate sull' effetto Doppler o
sull' influenza
di campi gravitazionali.
Quella sull' universo in espansione (poi corretta in universo in
inflazione, cioe' gonfiaggio)
e' la piu' accreditata (Doppler), ma non trova totale riscontro
sperimentale
(red shift diversi dal
previsto per galassie palesemente correlate). Per quanto riguarda i
campi gravitazionali c' e'
ancora molto da scoprire.

Arrotondiamo a 300000 Km/s la velocita' della luce nel vuoto, per
comodita'.

Una mia asserzione e' :
-la luce riesce a staccarsi dalla sua sorgente solo quando le
condizioni
al contorno le consentono di muoversi ad una velocita' di 300000 Km/s;

-dopo, e almeno fin quando la sorgente e' attiva, la luce accelera
costantemente;
-l' ordine di grandezza di questa accelerazione,
supposta per semplicita' uniforme, e' di 13 millimetri al secondo per
anno,
cioe', dopo aver percorso 10000 miliardi di Km, la luce passa da
300000 Km/s a 300000.000013
Km/s.
Questo valore non e' campato in aria, ma e' stato calcolato da me
qualche anno fa per dare
risultati coerenti con la costante di Hubble; ora il valore della
costante e' stato misurato
meglio, ma l' ordine di grandezza e' lo stesso.

Questa variazione di velocita' e' difficile da misurare.
Misure dirette di velocita' fatte su sorgenti della nostra
galassia darebbero risultati compresi nelle tolleranze di misura.
Misure fatte su galassie del
gruppo locale darebbero risultati ai margini delle tolleranze (il blue
shift del gruppo locale
dovrebbe essere ininfluente per la misura).

Occorrerebbe fare una misura di velocita' sulla luce proveniente da
una conveniente
galassia lontana. Non mi risulta che sia mai stata fatta, e, cercando
io di immaginare un
esperimento a cio' finalizzato, ho intuito delle difficolta' notevoli
sulle quali non mi
soffermo ora (tuttavia piu' giu' proporro' qualche esperimento per
capire almeno se la
velocita' della luce varia).

Focalizziamo ora due concetti:
-una luce affetta da effetto Doppler (caso di allontanamento) cresce
di lunghezza d' onda (l),
decresce di frequenza (f), e conserva velocita' (v) costante;
-una luce che accelera cresce di lunghezza d' onda (l) e di velocita'
(v), e conserva
frequenza (f) costante.
Come si comportano queste due luci in uno spettrografo ?
Lungi dal pensare che uno spettrografo e' influenzato solo dalla
lunghezza d' onda (troppo
facile), ho cercato di approfondire l' argomento, ma mi sono trovato
in un mare di confusione,
perche' non ho trovato un testo che mettesse in relazione tutte e tre
le grandezze
contemporaneamente (forse perche' e' scontato che la velocita' della
luce nel vuoto
e' costante).
Consideriamo questi tre casi:
a) uno spettrografo A si comporta in modo conoscuito (almeno crediamo)

rispetto ad una luce fissa e avente l, f e v costanti;
b) uno spettrografo B si comporta in modo conosciuto (almeno crediamo)

rispetto ad una luce di velocita' v, ma affetta da Doppler (la vede
come un' altra luce);
c) uno spettrografo C si comporta in modo non conosciuto rispetto ad
una luce di
frequenza f, ma accelerata.
Quello che non sono riuscito ancora ad escludere e' che lo
spettrografo C si comporti come
lo spettrografo B; d' altra parte non sono riuscito a confermare che
lo spettrografo C
si comporti come quello A (un comportamento
intermedio non e' escluso). In altre parole, non sono riuscito a
stabilire
se, dal punto di vista di uno spettrografo, una luce accelerata e'
uguale ad una luce
non accelerata.
Ho un modello della
rifrazione diverso da quello correntemente accettato, ma e' ancora
allo stato embrionale e
non ne parlo qui.

Questa ipotesi spiega in modo molto comodo il red shift rilevabile
uniformemente da tutte
le direzioni, piu' comodamente di quanto non lo faccia l' artificiosa
ipotesi dell'
inflazione. Nello stesso tempo ci dice che le nostre congetture sull'
eta' e dimensioni
dell' universo possono essere completamente sbagliate e devono basarsi
su altri
fondamenti.

Notare che ho subdolamente introdotto il concetto che ogni fronte d'
onda della radiazione
elettormagnetica applica una forza ai due fronti d' onda adiacenti.
Questa forza qui
ipotizzata, in accordo con il valore di accelerezione stimato,
dovrebbe essere estremamente debole, tanto che l' averla trascurata
fino ad ora
non ci ha creato problemi.

Notare anche che non sto rinnegando c , che conserva il suo valore di
costante, quale
limite di transizione. Un ulteriore approfondimento di questo punto
non e' necessario ai fini
di queste note.

E le irregolarita' del red shift ?
Introduciamo il seguente elemento di disturbo: una sorgente cessa di
emettere.
Avremo una sfera di luce che si espande, ma con una cavita' sferica al
centro che pure si
espande, anche se, per quanto detto, a velocita' minore, che diciamo
v1.
Inoltre, secondo la mia ipotesi, a causa della forza ipotizzata,
dal fronte interno parte una variazione di accelerazione che,
con sua velocita' di propagazione (maggiore di v1), e con legge
matematica complessa,
interessera' tutto il sistema; cio' crea una casistica continua,
variabile
nello spazio e nel tempo, di velocita' e lunghezze d' onda (in
verita', per tempi tendenti
all' infinito, mi perdo un po' col pensiero, e non riesco a non veder
coinvolta anche la
frequenza, anche se limitatamente ad una parte interna del sistema).
In altre parole, una sfera di luce cava (sorgente spenta) si propaga
diversamente
rispetto ad una sfera di luce piena (sorgente attiva).
Questo varia la casistica dei red shift rilevabili da distanze stimate
sostanzialmente uguali
(presenza di sorgenti spentesi in tempi diversi).

Domanda provocatoria a buoni intenditori: qualcuno ha misurato la
velocita' di propagazione
di onde provenienti da radiosorgenti lontane ? e la velocita' della
radiazione fossile ?
Sarebbe interessante fare questo esperimento con un radiotelescopio:
costruito l' elemento
risonante dell' antenna in base alla frequenza secondo le regole note,

si misuri il guadagno del sistema ricevente
sul segnale di una radiosorgente lontana; si varino poi le dimensioni
dell' elemento risonante
alla ricerca di un aumento del guadagno; se si rileva un apprezzabile
aumento di guadagno,
allora si sta ricevendo un segnale accelerato o rallentato, a seconda
se le dimensioni
dell' elemento sono state aumentate o diminuite.

Tornando alla luce, si propongono i seguenti esperimenti.
1) Scelta una conveniente galassia lontana, si calcoli la nitidezza
attesa delle sue bande di
assorbimento o di emissione, anche tenendo conto del fatto che la
galassia ruota; si
confronti lo spettro rilevato con quello previsto; se la nitidezza
rilevata e' minore di
quella attesa stiamo ricevendo luci di diverse velocita' (per la
presenza di corpi ormai
spenti).
2) Scelto uno spettro di una galassia spostato verso il rosso, si
effettui un confronto
delle frequenze con un campione di laboratorio con metodi
interferometrici (le lunghezze
d' onda dovrebbero essere ininfluenti nel confronto perche' a parita'
di frequenza le
relazioni di fase tra i segnali non risentono di differenze di
lunghezza d' onda e quindi
di velocita'); se si rilevano frequenze sostanzialmente uguali per
bande diversamente deflesse,
si e' di fronte a velocita' (e lunghezze d' onda) diverse.

Riguardo alla radiazione fossile, una estrapolazione estrema della mia
ipotesi porta alla
seguente previsione: quando saremo in grado di scandagliare il cielo
con suffuciente
risoluzione, ci troveremo di fronte ad una mappa zeppa di marcate
disomogeneita', similmente
ad un cielo stelato.
Note:
1) Sto cercando di capire quali sono i contrasti netti tra questa
ipotesi e la relativita'.
2) Mi sembrava sbagliato non proporla ad una discussione, anche se
questo ha richiesto un
bel po' di coraggio da parte mia. D' altronde non posso da solo
arrivare ad una conclusione.

Antonio Iovane
Received on Tue Mar 09 1999 - 00:00:00 CET

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