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Titolo: Domanda

Ho letto qualche giorno fa in un sito, non ricordo quale, che é stata
osseravata la galassia più lontana scoperta fino ad oggi, a circa 12,2
miliardi di anni luce. L'autore dell'articolo diceva che ci stiamo
avvicinando sempre più al limite del Big Bang, che si stima avvenuto
intorno ai 15 miliardi di anni fa.
Mi sorgono due domande: poichè noi vediamo gli oggetti distanti nella
posizione in cui si trovavano quando è partita la luce da loro emessa
che oggi ci raggiunge, non é che tutti gli oggetti lontanissimi
dovrebbero apparirci raggruppati, essendo la loro luce stata emessa in
momenti abbastanza prossimi al Big Bang? Questo si verifica
effettivamente?
Inoltre, anche se non é possibile vedere il Big Bang poichè la velocità
di espansione dell'universo é inferiore di quella della luce, che cosa
si vedrebbe ad una distanza superiore di quella necessaria alla luce per
raggiungerci dal momento 0, per esempio 25 miliardi di anni luce?
Ciao
Marco
"Is all that we see or seem
 But a dream within a dream?"
http://bau2.uibk.ac.at/sg/poe/works/poetry/dream_wi.html

raggiungerci dal momento 0, per esempio 25 miliardi di anni luce?
Niente, perche' 25 miliardi di anni fa non esisteva l'universo in questa
forma, oppure piu' correttamente si puo dire che non possiamo dedurre nulla
di cio' che esisteva prima del big bang semplicemente perche' le leggi
fisiche che conosciamo ora non erano valide al momento del big bang, e
quindi non puo' esistere nessun collegamento di tipo causa-effetto con il
"prima", almeno fino a quando non scopriremo le leggi che hanno dato il
"via".
Ciao,
Duca Volgare
_________________________________
Three vermilion snakes of female face
The smallest motion filled with grace

 "via".
Naturalmente. Io mi interrogavo piuttosto su che cosa sarebbe questo "nulla" che
vedremmo. Ma forse, piů probabilmente, é semplicemente impossibile oltre il
limite del Big Bang, proprio perchč noi possiamo vedere solo all'interno
dell'universo.
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dell'universo.
Esatto: la luce e si espande all'interno dello spazio.
Alcuni esperimenti hanno provato che in realta' la radiazione dello spazio
e' distribuita uniformemente in tutte le direzioni, cioe' l'universo ci
appare uguale in qualunque direzione lo osserviamo.
Qui ne approfitto per ribadire il mio dubbio espresso nel messaggio "Hawking
e l'universo": se lo spazio non e' limitato e chiuso su se stesso, com'e'
possibile che esso ci appaia uguale in ogni direzione?
Rigiro la domanda: se lo spazio e' aperto verso l'esterno, perche' non
dovrebbe a questo punto esistere un "centro" ?
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dovrebbe a questo punto esistere un "centro" ?
In entrambi i "rigiri" mi pare piuttosto l'inverso!
In uno spazio aperto niente centro e in uno chiuso eventualmente si'.
Dove erro?
Albodoro

 dovrebbe a questo punto esistere un "centro" ?
Non mi pare ci sia una particolare difficoltà inquesto concetto. Immagina di
essere sulla superficie interna di un palloncino che si gonfia lentamente; tutti
i punti della superficie interna ti sembrerebbero allontanarsi da te, con
maggiore velocità quelli più lontani, ed anche allontanarsi gli uni dagli altri.
Ed avresti la stessa sensazione in qualsiasi punto della superficie tu ti
trovassi. Ti sembrerebbe sempre di essere il centro dell'espansione.
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In uno spazio aperto niente centro e in uno chiuso eventualmente si'.
Il discorso e' piu' complesso di quel che sembra; per spazio chiuso si
intende in realta' uno spazio chiuso e _illimitato_, esattamente come la
superficie di una sfera. Lo spazio chiuso di cui parlo e' uno spazio curvo e
chiuso su se stesso.
Dov'e' il centro della superficie di una sfera? Non esiste, almeno non sulla
superficie. Aggiungendo la terza dimensione, analogamente non esiste il
centro dello spazio chiuso (che e' curvo -- se mi e' concesso -- in una
dimensione superiore, cosi' come la superficie della sfera e' curva nella 3a
dimensione).
Mentre per lo spazio aperto il discorso e' diverso: esso si  puo' paragonare
ad un'iperbole nel caso bidimensionale (ovvero un'entita' monodimensionale
curva nel piano), per cui adesso che ci penso il centro non fa parte
dell'iperbole, a meno che essa non sia "piatta" (cioe' due rette a X che
passano per l'origine degli assi, che e' il centro).
Quindi se l'universo e' aperto e piatto (cioe' la sua velocita' di
espansione coincide con quella di "fuga" per cui la sua gravita' sara'
insufficiente per ri-comprimerlo) mi chiedo se si puo' dedurre che esiste un
centro nello spazio.
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 trovassi. Ti sembrerebbe sempre di essere il centro dell'espansione.
Perchè se é proprio così, se cioè gli oggetti sembrano sempre allontanarsi con le
stesse regole qualunque sia il punto da cui si osserva all'interno dell'universo,
allora é chiaro che non ha senso parlare di "direzione opposta". E questo risolve
anche quella che era la mia domanda originaria, cioè se gli oggetti più lontani, la
cui luce ci giunge da epoche vicine al Big Bang, siano o meno raggruppati in un
unica zona del cielo. Non devono esserlo, proprio perchè essi si stanno comunque
allontanando tutti da noi in tutte le direzioni. Il raggruppamento si verificherebbe
solo se si potesse identificare un solo centro dell'Universo.
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Gia', ma questo e' il caso dello spazio chiuso. Se lo spazio e' aperto? In
questo caso il consueto paragone con la superficie del palloncino non va
piu' bene.
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 piu' bene.
Mah, secondo me il paragone regge ancora anche se consideri solo una semisfera
del palloncino che si gonfia all'infinito. Un essere bidimensionale situato
sulla superficie non vedrebbe la differenza tra sistema aperto e chiuso.
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sulla superficie non vedrebbe la differenza tra sistema aperto e chiuso.
Ma una semisfera e' sempre chiusa. Se paragoniamo lo spazio chiuso ad
un'ellisse o ad una sfera, lo spazio aperto e' allora come un'iperbole. Non
ha niente a che vedere con un palloncino.
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 ha niente a che vedere con un palloncino.
Si, infatti io non mi riferivo alla figura solida del palloncino o della
semisfera, ma alla figura piana costituita dalla superficie del palloncino
(sistema chiuso) e della semisfera (aperto). Per questo parlo di esseri
bidimensionali, cioč di "omini" che conoscono solo due dimensioni anzichč tre,
come noi (lasciando da parte il tempo). Gli abitatori di questo sistema non
potrebbero distinguere se fosse aperto o meno dalle loro osservazioni da un solo
punto. Questo di riportare il problema alle due dimensioni é uno stratagemma che
ho sentito usare spesso, perchč é difficilissimo cercare di visualizzare un
sistema tridimensionale chiuso.
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punto.
La mia domanda e' proprio questa: come e' possibile? Ad intuito, non
dovrebbe essere cosi', cioe' in un iperbole questi "omini" non dovrebbero
avere l'impressione di essere al centro, per il semplice fatto che in uno
spazio aperto non sarebbe teoricamente possibile (al di la' del limite
imposto dalla velocita' della luce) procedere sempre in linea retta e
tornare al punto di partenza, come sulla superficie di una sfera.
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 tornare al punto di partenza, come sulla superficie di una sfera.
Ma in realtà, che modo hai tu, omino bidimensionale, di sapere se ti trovi sulla
superficie di una sfera o di un paraboloide? l'unico sarebbe appunto di
incamminarsi in una direzione e se un giorno ti dovessi ritrovare al punto di
partenza sapresti di essere in un sistema chiuso. Ma se resti in un punto fisso,
i risultati dell'osservazione dovrebbero essere gli stessi nei due casi.
Se noi assumiamo che all'istante t=0 l'universo bidimensionale sia concentrato
in un solo punto e successivamente si espanda come la superficie di una sfera o
come quella di un paraboloide i cui rami si allargano sempre di più dal suo asse
(non sono troppo sicuro della terminologia, il liceo é un po' lontano:-)),
vedremmo comunque gli oggetti più lontani allontanarsi più velocemente, e questo
varrebbe da qualsiasi punto fisso della superficie noi effettuasssimo le nostre
osservazioni. Non può esserci un punto di vista privilegiato se l'universo
bidimensionale si sviluppa da un solo punto di origine.
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osservazioni.
D'accordo sull'allontanamento degli oggetti, ma non ancora sul fatto che
l'universo ci appaia uniforme in qualunque direzione guardiamo, se e' aperto
e illimitato.
Se suppongo di essere su un'iperbole, a differenza del cerchio, posso
distinguere tra due direzioni: guardando nella direzione di espansione,
guardo verso l'esterno; in direzione opposta guardo verso l'interno. Poiche'
i corpi e la radiazione occupano una porzione limitata di spazio (cioe'
circa 12 miliardi di anni luce) e poiche' non e' vero che procedendo verso
l'esterno si torna "all'interno" (cioe' al vertice dell'iperbole), segue che
dovrei vedere piu' corpi in una direzione piuttosto che in un'altra.
Prova ad immaginarti tre punti su un'iperbole, A,B e C: A e C sono gli
estremi dell'universo in espansione, B e' all'interno ed e' il nostro punto
di osservazione. Perche' dovrebbe essere AB = BC ?
Spero di essere stato chiaro...
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 Spero di essere stato chiaro...
Chiarissimo. Però, attenzione: non bisogna confondere l'universo con i corpi e
la radiazione che in esso si trovano. Nel tuo esempio, cioé l'universo non si
sviluppa seguendo un iperbole. L'universo "è" l'iperbole. Quindi, hai ovviamente
ragione quando dici che l'universo non può visivamente apparirci lo stesso da
ogni punto di vista perchè gli oggetti che in esso si trovano sono disposti con
una certa densità. Però questo può avvenire anche nel caso di sistema chiuso.
Quando si dice che non si può identificare un preciso "centro" dell'universo,
credo si intenda con questo il luogo da cui l'universo ha avuto origine, il
luogo del Big Bang. E questo é vero, proprio perchè in qualsiasi punto tu ti
trovassi vedresti sempre tutti corpi allontanarsi da te seguendo le stesse
regole, come se tu ti trovassi sempre nel "centro".
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regole, come se tu ti trovassi sempre nel "centro".
Su questo sono sempre stato d'accordo, eppure forse c'e' un'eccezione: se
l'universo e' aperto ma "piatto". Questo e' il terzo modello di Friedman, in
cui il campo gravitazionale dell'universo e' esattamente uguale al valore
necessario per arrestare l'espansione dei corpi. In questo caso, la
velocita' di espansione dei corpi diminuisce fino ad approssimarsi
asintoticamente a 0 (in un tempo infinito).
Anzi, dalle osservazioni fatte prima della scrittura del libro "Dal big bang
ai buchi neri" (1987, credo) pare che la velocita' di espansione osservata
sia molto simile a quella prevista da questo terzo modello.
Allora se l'universo fosse piatto, sarebbe approssimabile a un'iperbole
"degenerata" formata da due rette che si intersecano nell'origine.
E' l'unico modello in cui esiste un unico punto ben definito (l'origine
degli assi) facente parte dello spazio stesso.
(Domanda rivolta a tutti) Che si dice in proposito?
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 sia molto simile a quella prevista da questo terzo modello.
Non conosco nei dettagli questo modello, ma non dovrebbe esserci comunque una
curvatura data dalla gravità dei corpi? Se questa gravità superasse poi un certo
valore avremmo un sistema chiuso, altrimenti uno aperto.
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valore avremmo un sistema chiuso, altrimenti uno aperto.
Nel caso che il campo gravitazionale totale sia proprio uguale a questo
valore limite, lo spazio e' piatto e non curvo (su scala cosmica si
intende). La velocita' di espansione dei corpi si avvicina asintoticamente a
0 in un tempo infinito, comunque non diventera' mai negativa, per cui
l'espansione dell'universo _tendera'_ ad arrestarsi staticamente.
Trovi tutti i dettagli (anche per quanto riguarda l'affermazione di cui
sopra) in "dal big bang ai buhi neri" nel cap.3 (Universo in espansione),
pagg 57-60 nell'edizione Supersaggi Rizzoli.
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 pagg 57-60 nell'edizione Supersaggi Rizzoli.
Dunque, sono andato a rinfrescarmi la memoria.
Direi che mi trovi d'accordo per quanto riguarda l'aspetto "visivo"
dell'universo osservato da punti diversi: ciò che vedi dall'ultimo pianeta della
stella più lontana non dovrebbe essere uguale al panorama che hai da un altro
luogo. Però non mi pare che Hawking intenda proprio questo parlando di
uniformità dell'aspetto dell'universo da ogni punto, ma proprio il fatto che in
ogni punto gli oggetti sembrano allontanarsi con le stesse regole, come dice a
pag.59.
Discorso diverso per la radiazione di fondo: si dice chiaramente che essa é
uniforme in ogni punto dell'universo, sia esso chiuso o aperto. Io dico che la
cosa può essere spiegata in questo modo: innanzi tutto, qual'é il limite
dell'universo in un dato istante? Dovrebbe essere il punto raggiunto dalla più
estesa delle sue manifestazioni. E questa dovrebbe essere proprio la radiazione
di fondo, viaggiando essa alla velocità della luce. Ma se il limite
dell'universo si espande alla velocità della luce, significa che niente che
appartenga ad esso potrà mai spostarsi oltre tale limite; cioè se noi partissimo
con un'astronave dall'ultimo pianeta diretti verso l'"esterno" non potremmo mai
uscire dall'universo e quindi trovarci in un punto dove la radiazione non
esista. Quindi, la radiazione é uniforme in ogni punto dell'universo proprio
perché altri punti che non soddisfano questa condizione sono la di fuori
dell'universo.
Che ne pensi? Certo sarebbe interessante sentire anche qualcun altro, questo
sembra essere diventato un thread privato :-)
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...
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Ma i concetti di "radiazione" e di "aspetto visivo" coincidono. Inoltre,
sono d'accordo per quanto riguarda il limite dell'universo che e' dato dalle
radiazioni e non da particelle, ma ancora non mi spiego perche' la
radiazione debba essere uguale dovunque essa esista.
Hai parlato di "limiti": cio' vuol dire che nei punti che stanno al limite
la radiazione di fondo non puo' essere uguale ai punti interni dello spazio,
proprio perche' non arriva nulla da "davanti".
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 proprio perche' non arriva nulla da "davanti".
E' un problema che non si pone, semplicemente perchè il "davanti" non esiste.
Tra l'altro, se ti trovi sul fronte d'onda stai viaggiando alla velocità dlla
luce, quindi entrano in gioco effetti relativistici che andrebbero valutati.
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Vedi il nuovo messaggio "Limiti dell'universo".
Se devo postare un messagio in un newsgroup, vorrei che lo leggesse piu'
gelte possibile.
E questo non si avvera se il messaggio e' un reply di 30o livello...
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Ho sentito parlare dell'effetto Cerenkov (non sono sicuro si scriva cosi')
che consente a particelle come gli elettroni,ad esempio, di viaggiare  in
un mezzo che non sia il vuoto (acqua di una piscina) con una velocita'
maggiore di quella della luce ,ovviamente sempre in quel mezzo e dunque
minore di c .
C'e' qualcuno in grado di spiegarmi come avviene questo fenomeno?
Supposto che potessimo vedere un elettrone, immergendoci in acqua potremmo
sentire di essere stati colpiti da qualcosa(supponiamo anche di essere
sensibili a tal punto!) senza sapere di cosa si tratti se non dopo un certo
intervallo di tempo?
Ciao ,SOLVOLISI