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Titolo: Vedere l'inizio dell'universo ?

Ho letto che le moderne tecnologie ci permettono di vedere oggetti lontani
miliardi di anni luce, quindi di vederli come erano miliardi di anni fà.
Molte riviste continuano però a sostenere che un giorno, quando la
tecnologia ce lo permetterà, potremo vedere l'inizio dell'universo. Secondo
me (vero profano) questo è impossibile o quasi, perchè probabilmente la luce
che si è generata all'inizio dell'universo ha viaggiato sempre assieme ai
confini dell'universo stesso (viaggiando essa alla massima velocità
consentita), mentre i corpi celesti hanno via via rallentato la loro
velocità. Per questo stesso motivo anche la luce generata subito dopo il Big
Bang ormai ci ha "sorpassato" e noi non potremo mai più vederla. Tutto
questo è giusto?
Grazie a chiunque mi risponderà e ciao,
Alessandro "Neural Net" Conti


Bisogna innanzitutto chiarire cosa vogliamo intendere per *vedere*.....
la radiazione a 3K di fondo puo' essere considerata come un vero e proprio
orizzonte per gli strumenti ottici....osservando tale radiazione osserviamo
l'universo quando aveva 300.000 anni (l'epoca in cui avvenne la separazione
fra la radiazione elettromagnetica e materia; la temperatura raggiunge i
3000° C e gli elettroni si combinano con i protoni per dare origine ad atomi di
idrogeno, in questo modo i fotoni si possono diffondere e l'universo diventa
*trasparente* otticamente).
Per *osservare* i primi istanti dell'universo dovremmo andare in cerca dei
neutrini primordiali. Secondo la teoria del big bang intorno al tempo cosmico
di circa 1 secondo ha luogo, con i neutrini, un fenomeno analogo a quello che
al tempo cosmico di 300.000 anni ha luogo con la radiazione: i neutrini si
disaccopiano dalla materia, per cui dovremmo essere immmersi da un mare di
queste particelle.....se si riuscisse a captare questi neutrini sarebbe come
*vedere* l'universo dopo circa 1 secondo dalla sua nascita.
C'e' poi un'altra possibilita', offerta dalla teoria del b.b., quella di *osservare*
l'universo al tempo cosmico di "10 alla meno 35 secondi".....all'epoca infatti
si formarono delle particelle denominate fotini, gravitini, stringhe, assioni che
non sono state pero' ancora individuate.
.....dai che prima o poi ci arriveremo.....  : ))
Ciao e buone feste a tutti,
Alberto

Grazie, come al solito per la chiarezza e sinteticita', Alberto!
Una domanda-curiosita': quale era la''densita'' dell' universo quando e' diventato
trasparente, cioe' si e' formata la radiazione di fondo, ora a 3k?
Inoltre: come si spiega il fatto che, date le stime della costante d Hubble ( mi sembra
si chiamasse cosi quella che ci permette di tarare l' eta' degli oggetti visibili sulla
base del loro redshift)realizzate grazie alle osservazione dello HUBBLe (il telescopio)
sembrerebbe che alcune galassie ellittiche con varie generazioni di stelle successive
siano piu' vecchie dell' eta' dell' universo stesso? ( se mi ricordo bene si stimava per
alcune eta' superiori a 15 miliardi di anni)?
Grazie e a presto
P.S.
Buon Natale
Pietro Cambi

...


 alcune eta' superiori a 15 miliardi di anni)?
In effetti la costante di Hubble non e' poi cosi' costante ;-)))))) ed
stata piu' volte
"ritoccata" per "includere" gli oggetti piu' lontani che mano a mano si
scoprivano.
Ciao 
Giuseppe

 alcune eta' superiori a 15 miliardi di anni)?
La costante di Hubble gioca un ruolo fondamentale nel definire l'eta'
dell'universo, misura infatti il tasso di espansione attuale e puo' essere
determinata misurando il rapporto tra la velocita' di allontanamento delle
galassie e la loro distanza da noi.
Negli ultimi anni il valore della costante e' stato piu' volte ritoccato. Da una
posizione di partenza con due schieramenti (valore di 50: eta' dell'universo
compresa fra 12 e 22 mld di anni e valore 100: eta' dell'universo fra 6,5 e
13 mld di anni) si e' passato ad un valore di 80 (Freedman 1984), di 87 e
di 65. Un valore troppo alto della costante e' infatti in disaccordo con l'eta'
di alcune stelle, vecchie di almeno 12-15 miliardi di anni.....ergo, la caccia
e' ancora aperta......  : ))


Jepp Magic ha scritto:


.....dai che prima o poi ci arriveremo.....  : ))
Alcune delle particelle da te citate (ad es. fotini e gravitini) sono
postulate
dalle teorie di supersimmetria e non sono state finora osservate, come anche
le
stringhe e gli assioni.
Perché queste particelle possano dare luogo a dei "fondi di radiazione"
osservabili originatisi a 10 alla meno trentacinque secondi dal big-bang
dovrebbero interagire con la materia in modo molto più debole del neutrino.
Non credo che le teorie che le descrivono prevedano ciò.
D'altra parte se così fosse la nostra possibilità di osservarle sarebbe
piuttosto scarsa.
Un buon candidato per sondare i primi istanti del big-bang è costituito
invece
dalle onde gravitazionali (o gravitoni).
Il fondo di gravitoni primordiali si disaccopiò prima del
fondo di neutrini e queste particelle hanno altresì il vantaggio di essere
un po'
più realistiche -  nel senso di maggiormente fondate sia da un punto di
vista
teorico, sia da un punto di vista osservativo, dei candidati da te proposti.
L'unico problema è che anche il fondo di gravitoni è molto al di là della
attuale portata degli strumenti di misura.
Ciao Raskolnikof


Una domanda: e' possibile distinguere un'onda gravitazionale*primordiale* da quella emessa
da una stringa oscillante o da un
corpo celeste rotante molto denso (come una stella di neutroni)?



In linea di principio sì. Se hai un modello cosmologico abbastanza accurato
da cui tu riesca
a ricavare un fondo di gravitoni teorico e se hai un'idea abbastanza precisa
dei meccanismi
di emissione della radiazione ad opera delle diverse sorgenti e conosci gli
spettri caratteristici
della radiazione da loro emessa e conosci altresì densità e distribuzione
delle sorgenti sei
in grado di sapere in quali aree dello spettro primordiale aspettato ci
possono essere contributi
spuri ed eventualmente sottrarli.
Un problema analogo è stato affrontato anche nello studio dello spettro del
fondo di radiazione
a microonde.
Ciao, Raskolnikof

 spuri ed eventualmente sottrarli.
credo che localizzare le singole sorgenti (stelle di neutroni e stringhe, sempre
postulandone l'esistenza ) sia un'impresa molto al di la' delle nostre capacita'
presenti e.... future, non credi?


A qualcuno risulta che sia mai stato rilevato anche un solo gravitone?
E le onde gravitazionali?
Fino a che non si tealizzano strumenti abbastanza sensibili per rilevare questi
sfuggenti soggetti mi sembra difficile ( impossibile) anche solo pensare a
realizzare strumenti in grado di analizzare la eventuale anisotropia cosmologica
nella loro disposizione.
Tra l'a altro se ho capito qualcosa della cosidetta teoria inflazionaria, le
perturbazioni inziali erano ASSAI piccole; gia' e' stato difficile rilevarle nel
campo delle microonde ( radiazione a 3 K), su cui siamo in grado di realizzare
strumenti di notevole sensibilita'; L' universo a 10alla meno 356 secondi dalla sua
nascita doveva essere MOLTO piu' uniforme che a trecentomila anni.
Che ne dite?
Forse e' piu' facile gcercare buchi neri primordiali evaporanti.....
Peresempio quello che ho nello stomaco in questo momento
Prima di subire effetti quantistici vado a farmi un panino
a presto
e buone feste
Pietro Cambi

nella loro disposizione.
Vero. Ma io non mi riferivo all'anisotropia cosmologica del fondo di
radiazione
gravitazionale, bensì alla sua forma , cioè alla sua distribuzione in
frequenza.
Anche per quanto riguarda il fondo di radiazione a microonde la
distribuzione
in frequenza, la sua forma, è molto importante. E' quella di un corpo nero a
2.75 K ed è questo che dimostra che questa radiazione è di origine termica.
Osservare il fondo di gravitoni di fondo è naturalmente molto aldilà delle
nostre
attuali possibilità; tuttavia voglio sottolineare che tale osservazione
permetterebbe
di validare o scartare i modelli inflazionari - visto che fanno predizioni
precise sulla forma del fondo di gravitoni - che altrimenti rimangono solo
belle ed affascinanti ipotesi ad hoc.
Ciao, Raskolnikof


Non č molto diverso dal caso del fondo di radiazione a microonde. Anche lě
ci
sono sorgenti cosmiche di radiazione, diverse dal fondo, che emettono a
frequenze delle microonde e generano segnali spuri.
Ciň non ha impedito, ad esempio, di riconoscere nella radiazione di fondo
la distribuzione in frequenza di un corpo nero, anche se distorto da vari
effetti
tra cui appunto l'emissione da sorgenti cosmiche.
Nel caso delle onde gravitazionali se si dispongono di buoni modelli teorici
con
cui confrontare ciň che si osserva l'impresa sarebbe fattibile. Il problema
č che
le onde gravitazionali sono maledettamente difficili da rivelare, tuttavia
mai dire
mai. Quando Pauli ipotizzo il neutrino pensava che non si sarebbe mai
riusciti
a rivelarlo e ora si fanno esperimenti con fasci di neutrini - anche se non
si č
ancora osservato il fondo cosmico di neutrini - .
Ciao, Raskolnikof

Ho seguito questo thread ma non sono riuscito a capire la risposta al
quesito originale: come puo una immagine 'di come eravamo' arrivarci
ora dopo avere viaggiato alla velocita delle luce mentre noi ci siamo
spostati a velocita' notevolmente inferiore?
Grazie a chi riesce a sintetizzarlo in poche righe e farlo capire ad
un profano.
Max


Max
Il discorso della nostra velocità di osservatori è totalmente fuorviante.
E poi nostra velocità rispetto a cosa?
Il concetto fondamentale per capire il problema è quello di orizzonte.
La velocità della luce ha un valore finito c e nessun segnale fisico
si può propagare a velocità maggiore.
Questo significa che se assumiamo un'età dell'universo, poniamo, di
15 miliardi di anni, l'universo a noi visibile, diciamo l'universo che è
entrato
nel nostro orizzonte di osservatori, può essere rappresentato come una
sfera centrata su di noi con un raggio di circa 15 miliardi di anni luce
pari a circa 5000 Mpc (sto facendo i conti con l'accetta).
Ora proprio il fatto che ogni segnale fisico si propaghi al massimo a
velocità c, determina la circostanza notevole che osservando oggetti
sempre più lontani nello spazio (galassie, quasar, ecc.), in realtà vediamo
gli stessi oggetti non come sono ora ma come erano al tempo in cui emisero
la radiazione che ci raggiunge ora.
Ad esempio se osservo una galassia distante 4 miliardi di anni luce vedo
quell'oggetto come era 4 miliardi di anni fa, mentre l'insieme delle
galassie distanti
4 miliardi di anni luce da me mi dà un'idea di come doveva essere l'universo
a quel tempo. Analogamente, andando sempre più in profondità con le
osservazioni,
un quasar distante 10 miliardi di anni luce mi trasmette un'immagine di come
era
quell'oggetto 10 miliardi di anni fa e l'insieme dei quasar distanti 10
miliardi di
anni luce mi dà un'idea di come doveva essere l'universo a quel tempo.
Come erano la Via Lattea o Andromeda 4 miliardi di anni fa, invece,
non riesco più a vederlo: la luce da loro emessa, quella sì, è passata per
sempre.
Tuttalpiù osservando Andromeda, che è distante circa 2,2 milioni di anni
luce,
riesco a vedere come era 2,2 milioni di anni fa e non com'era, ad esempio,
7 milioni di anni fa, poiché la luce emessa da Andromeda 7 milioni di anni
fa è
passata da queste parti 4,8 milioni di anni fa all'incirca al tempo della
comparsa dei primi ominidi sulla Terra.
Per chiudere - vedo che l'ho fatta davvero lunga - vale la pena ricordare
che
gli oggetti più lontani oggi accessibili all'osservazione sono i fotoni del
fondo
cosmico a microonde, che ci provengono da una distanza di circa 15 miliardi
di anni luce e sono stati emessi circa un milione di anni dopo il big-bang.
Più indietro, almeno dal punto di vista delle radiazioni elettromagnetiche
non si può andare, perché prima di quel momento la radiazione
elettromagnetica non si propagava liberamente: l'universo era opaco alla
radiazione.
Da questo momento in poi ci si riaggancia alla discussione svolta finora nel
thread.
Spero che tu ci abbia capito qualcosa.
Ciao, Raskolnikof
momento più

di anni luce e sono stati emessi circa un milione di anni dopo il big-bang.
come si fa a stabilire l'età della radiazione di fondo? per le stelle e le
galassie so che si usano le conoscienze sull'evoluzione stellare e il
red-shift, ma per la radiazione di fondo proprio non ho idea di quale sia il
modello fisico ipotizzato.
Ugo

modello fisico ipotizzato.
Il modello fisico ipotizzato è quello del big-bang, che fa
riferimento ai risultati della cosmologia relativistica, così come
vengono dedotti dall'applicazione della teoria della relatività
generale alla cosmologia.
Per essere più precisi i modelli cosmologici di riferimento
si ottengono a partire dalla metrica di Friedmann, Robertson
e Walker per uno spazio omogeneo e isotropo.
Nei dettagli questi modelli dipendono da alcuni parametri fondamentali
(densità critica, costante di Hubble, composizione della materia, costante
cosmologica, ecc.), che sono determinabili dal punto di vista osservativo,
anche se attualmente non sono conosciuti con grande precisione.
La predizione che il disaccoppiamento tra radiazione e materia avvenne
a una temperatura di circa 4000 K consente anche di ricavare le stime sul
tempo in cui ciò sarebbe avvenuto.
In particolare una notevole relazione, che ha validità generale, è la
relazione
di proporzionalità inversa che lega la temperatura della radiazione di fondo
al fattore di scala dell'espansione a(t).
Ciò consente di dire che il disaccoppiamento tra materia e radiazione
avvenne
quando il fattore di scala era circa 1300 volte più piccolo di quello
presente (questo numero
si ottiene dal rapporto tra la temperatura della radiazione al momento del
disaccoppiamento,
4000 K, e la temperatura attuale del fondo cosmico di microonde, 2.75 K).
Un'altra relazione che collega il fattore di scala al tempo
consente poi di ricavare quest'ultimo e le stime sono grosso modo quelle
già riportate, anche se la loro precisione dipende dai valori che si
attribuiscono
ai parametri fondamentali del modello cosmologico di riferimento.
Ciao, Raskolnikof


tenendo conto della materia oscura si arriva infatti a valori della densita' compresi fra
0,1 e 0,4 di quella critica.....
una presenza massiccia di materia oscura pero', oltre a spiegare le *anomalie*
gravitazionali della periferia galattica, della dinamica degli ammassi e dei
superammassi (il che gia' non e' poco), da anche un fondamentale contributo allo
sviluppo delle macrostrutture partendo dalle microstrutture primordiali (fluttuazioni)....
non ci sarebbe stato sufficiente tempo, dal big bang a oggi, perche' esse si
trasformassero
nelle macrostrutture che oggi osserviamo: la presenza di materia oscura riuscirebbe a
influenzare gravitazionalmente la materia ordinaria accellerandone la condensazione.
Per il modello cosmologico attuale e per i dati che possediamo e' senza dubbio
richiesta la presenza di una componente piuttosto alta di materia oscura nel nostro
universo.....che ne dici?
Ciao,
Alberto

 nella loro disposizione.
Temo che non si tratti solo di sensibilità, o meglio che un simile tipo di sensibilità
sfugga alle possibilità (anche future) dell'uomo.Le onde gravitazionali diventano
rilevanti solo su scale grandi, possibilmente cosmologiche o comunque almeno stellari.
Per questo le si osserva solo per gli effetti nel moto degli oggetti celesti, ed anche
in questo caso le spiegazioni fornite si basano su teorie ancora tutte da dimostrare.
Speriamo...
The Leviathan

I realta' so che esistono ''antenne'' per cptare le onde gravitazionali, cioe' in pratica
enormi masse ( decine di tonnellate) sospese al meglio ed isolate da qualunque vibrazione
terrestre. Il guaio e' che solo eventi ciclopici tipo fusione di buchi neri o implosioni
di resti di supernova sono in grado di produrre onde suffcinetemente intense da essere
captate da questi nostri rivelatori.
Credo che tuttavia qualcosa sia stato captato in concomitanza con la supernova dell' 87..
a qualcuno risulta?
A presto Pietro Cambi

...


 A presto Pietro Cambi
beh, credo che le onde gravitazionali non possano andare
piu' veloci della luce,
quindi bisognerebbe vedere a che distanza si trova la stella in questione,
ammesso che sia possibile captare le  onde gravitazionali... :)
se la stella dista 30 anni luce non potevi certo captare le onde gravitazionali
istantaneamente alla visione della luce emessa dalla supernova,
perche' le onde gravitazionali probabilmente sono piu' lente della luce ...
ciao !
p.s.
tra l'altro le onde gravitazionali non dovresti misurarli sugli effetti su qualche
cosa ?
e' un po' come determinare la posizione di un buco nero (difficile)
ossia determinando gli effetti sulla massa circostante...
qualcuno ha mai pescato qualche gravitone ?
Che esca si usa solitamente ?
:)



 
Jepp Magic wrote:



ossia determinando gli effeX-Mozilla-Status: 0009tante...


 piu' veloci della luce,
        I gravitoni fanno parte delle particelle vettori,
        resta da vedere se come i fotoni hanno massa e
        carica nulla, in questo caso potrebbero avere
        velocità c.
        Qualcuno conosce una attribuzione di massa ai   
        gravitoni? 
 
Enzo Lombardo
-- 
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~  wind .....
      ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~    wave ......
              ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~    fun ......
                       ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~     

 :)
Una soluzione impensabile e difficile : NON ESISTONO !
Comunque ,se la relatività prevedesse la befana, prima o poi la
"pescherebbero".
Come si potrebbero smentire poi ? C'è qualche non relativista a cui
darebbero i miliardi per smentire la necessità di investire risorse in una
minchionata del genere?

         velocità c.
I gravitoni sono l'analogo gravitazionale dei fotoni. Sono Bosoni di
massa nulla, spin 2 e carica nulla. La loro velocita' di propagazione e'
sempre pari a c (per via della massa nulla).
Albino