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Titolo: Una curiosita: l'universo era in un granello???

Ho letto molte volte che tutta la materia costituente l'universo, prima
del famoso Big Bang, era concentrata in un "corpo" grande quanto un
granello di sabbia.
Ma come può essere possibile una cosa di questo genere? Pur comprimendo
al massimo lo "spazio" esistente tra atomi, elettroni ed altri "oggetti"
costituenti la materia mi riesce difficile credere che tutto quello che
c'è nell'universo possa essere stato concentrato in uno spazio simile.
E' una teoria che mi affascina molto ma vorrei che qualcuno mi desse
ragioni e motivazioni per credere in questo...
Un saluto a tutti.
  Linus
-- 
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 ragioni e motivazioni per credere in questo...
Credere? Il Big Bang non e' mica una fede, e' un modello, il miglior
modello attualmente a disposizione per spiegare una serie di fatti e
di evidenze sperimentali: radiazione di fondo, anisotropie,
distribuzione dei vari nuclidi, legge di Hubble, ecc. ecc..
Ciao
Mario Leigheb

 ha scritto nel messaggio
news:4472f4f7b4a7a0a289...@mygate.mailgate.org...


 Ma come può essere possibile una cosa di questo genere?
Lo spazio ed il tempo hanno origine con il "big bang" termine coniato da
Fred Hoyle per il modello di Universo in espansione.In realtà non ha senso
parlare di cosa c'è prima del big bang...non so se sbaglio ma mi sembra che
addirittura Sant'Agostino ad un fedele che chiedeva cosa ci fosse stato
prima dell'inizio dei tempi rispose che Dio stava creando lo spazio
nell'inferno per coloro che facevano domande del genere!
Il big bang è l'origine dell'universo in cui noi viviamo.Di universi noi
possiamo conoscere solo il nostro ,ma è probabile,anzi certo che ne esistano
altri.Non è possibile risalire fino all'istante zero,che per  matematici e
fisici è definito "singolarità",ovvero un punto in cui le leggi sembrano non
avere soluzione determinata.Possiamo invece risalire pian pianino fino a
quell'istante :è grazie agli esperimenti sugli acceleratori di particelle
che si studiano i primi istanti dell'universo.
Inizialmente la materia non esisteva :esisteva solo pura radiazione e
l'universo era completamente invisibile!Solo dopo trecentomila anni si rese
visibile e traccia  di questo passaggio è la radiazione cosmica di fondo
scoperta  diversi anni fa' dal satellite Cobe.
Come mai è possibile che tutta la massa dell'attuale universo sia stata
contenuta in uno spazio inferiore ai 10 ^-34 metri,ovvero
0.0000000000000000000000000000000001 metri?A tal proposito c'è una soluzione
molto elegante :
oltre alla materia ,esiste la anti-materia!
Di tutte le particelle elementari conosciute esistono le particelle gemelle
che le annichiliscono se vengono a collidere con un urto.
Pertanto semplificando brutalmente si deve pensare  che circa 14 miliardi di
anni fa' una forza enorme fece dividere in un solo istante tutte le
particelle ed antiparticelle del nostro universo.La legge della
conservazione universale sarebbe così rispettata,anche se negli anni molti
scienziati hanno criticato questo modello cosmologico,ribattendo che la
creazione di un universo dal nulla sarebbe molto filo-cristiano....si
potrebbe andare avanti con la storia...se ti interessa fammi sapere!
Ciao e cieli sereni

 c'č nell'universo possa essere stato concentrato in uno spazio simile.


 scoperta  diversi anni fa' dal satellite Cobe.
La radiazione cosmica di fondo è stata scoperta molto tempo prima di
Cobe, nei orimi anni '60, da Penzias e Wilson. 
Cobe ha rilevato per primo la presenza di anisotropie su piccola
scala angolare nella distribuzione della temperatura del fondo di
radiazione.  
Ciao, Raskolnikof


 Ma come può essere possibile una cosa di questo genere?
In realtà non esiste attualmente nessuna teoria in grado di descrivere
il comportamento della materia (o dell'energia) a densità così alte,
dal momento che non disponiamo ancora di una teoria quantistica della 
gravità. 
Le estrapolazioni "attendibili" del passato dell'universo non si 
spingono a densità così grandi come quella cui fai riferimento.
Ciao, Raskolnikof


 Cobe, nei orimi anni '60, da Penzias e Wilson.
Mi prudevano le mani per scriverlo, ma mi hai preceduto :-)
Tra le altre cose è una storia simpatica; tu sai che fine hanno fatto
i piccioni?
Ciao Nicola

 Cobe, nei orimi anni '60, da Penzias e Wilson....
Mi pare questionabile anche la prima meta' della frase.
Se a 10^(-10) s l'Universo era adronico in equilibrio termodinamico,
come si puo' dire che esisteva solo "pura radiazione"?
Poi non e' che prima era invisibile e poi divenne visibile: e' che
oggi non possiamo rivelare radiazione elettromagnetica proveniente
da processi precedenti i 300.000 anni successivi al Big Bang,
perche' a circa 300.000 anni l'Universo divenne trasparente per il
decadimento allo stato fondamentale degli atomi di idrogeno e elio.
Quindi un fotone che viene emesso prima dei 300.000 anni si trova in
un universo in equilibrio termodinamico, che crea un mare di
radiazione a tutte le frequenze che rende impossibile distinguere il
processo del fotone singolo; un fotone emesso dopo i 300.000 anni
invece oltre ad avere una probabilita' di cattura enormemente
inferiore, non e' piu' immerso in una radiazione elettromagnetica in
equilibrio termodinamico e puo' essere rivelato.
Quel mare di radiazione in equilibrio termodinamico emessa proprio a
300.000 anni si trova cosi' da un momento all'altro a poter
viaggiare quasi indisturbata, e raffreddandosi viene oggi rivelata
come la radiazione di fondo a 3 K.
Tutto questo esposto in modo ultrarozzo, trascurando seconde
ionizzazioni ecc. ecc.
Ciao
Mario

 i piccioni?
Cotti nel forno a microonde :-))?


 Cotti nel forno a microonde :-))?
Sì, ma non in un forno normale, bensì nel "FORNO COSMICO A MICROONDE" ;-)))
Ciao e cieli sereni.
Daniele Viganò
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HP:   
http://digilander.iol.it/weega
mirror: 
http://weega.too.it
---------------------------------------

scusate, mi è rimasta la frase stupida dopo la firma in prima riga ;-(

 equilibrio termodinamico e puo' essere rivelato.
Le considerazioni sul "mare di radiazione" e sui processi a 
"fotone singolo" non c'entrano molto.     
Il motivo per cui non possiamo osservare il CMB prima del 
disaccoppiamento tra materia e radiazione è, in pratica, lo stesso che
ci impedisce di osservare direttamente il Sole al di sotto della
fotosfera.
Prima dell'epoca del disaccoppiamento i fotoni interagiscono con il 
"plasma cosmico" (elettroni, protoni, nuclei di He), non potendo 
propagarsi liberamente. Dopo l'epoca del disaccoppiamento la materia 
diviene trasparente alla radiazione e fluisce liberamente dalla
superficie di ultimo scattering, dando origine al fondo di microonde.
E' interessante notare che neutrini e onde gravitazionali comincino
a fluire liberamente in momenti anteriori (e molto più vicini al 
Big-Bang) di quanto non facciano i fotoni. 
Tuttavia data l'estrema difficoltà nella rivelazione di questi oggetti 
fisici attualmente non è possibile evidenziarne i rispettivi fondi 
cosmici. 


 schrieb im
Newsbeitrag
news:4472f4f7b4a7a0a289...@mygate.mailgate.org
...


"Armando Rio" <rioar...@EUnet.at> ha scritto nel messaggio
news:jTz48.7$EB....@nreader2.kpnqwest.net...
[...]
| Colgo l'occasione per esprimere un mio dubbio: cosa succede
| ora se diminuiamo la massa del buco nero? Certo non possiamo
| toglierla con una pala :-) ma aggiungendo antimateria al buco
| nero. La massa diminuisce, ma fino a quando? Possiamo fare un
| esperimento dove aggiungiamo tanta massa in antimateria quanto
| la massa del buco nero, si dovrebbe così ottenere una enorme
| esplosione simile ad un big bang in miniatura.
|
per me non si avrebbe un big bang in miniatura perchè se per "togliere"
massa dal buco nero lo bombardi con antimateria l'annichilazione produrrebe
energia...
questa energia dove va?
esce dal buco nero o resta?
fino ache punto si può dire che il buco nero trattiene praticamente tutto?
si conosce la velocità di fuga?
non si sa nemmeno come si comporta lo spazio-tempo all'interno dei buchi
neri...
l'energia prodotta molto probabilmente ricadrebbe nel buco nero: i
neutrini, le particelle più sfuggenti di cui si è a conoscenza, cadrebbero
nel buco nero a riformare la massa precedentemente perduta o andrebbero a
"spasso nel tempo"?
| Ciao,
|
| Armando Rio
|
ciao,
Iosephus

 schrieb im Newsbeitrag
news:KMA48.10359$6e5.3...@twister2.libero.it...


infatti č proprio quello che ti poni tu uno dei maggiori dilemmi della
astrofisica attuale...
cmq non č meglio se spostiamo questo argomento in ISF? sarebbe piů IT
--
ciao,
iosephus, ego locutus
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 Considerate la vostra semenza:
 fatti non foste per viver come bruti,
 ma per seguir virtute e canoscenza
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 superficie di ultimo scattering, dando origine al fondo di microonde.
Hai fatto bene a ricordare la questione dell'accoppiamento
materia-radiazione prima dei 300.000 anni, la questione
dell'equilibrio termodinamico secondo me aiutava a capire perche',
osservando oggi la radiazione di fondo, si vede solo uno spettro di
corpo nero senza tracce di emissione (doppler shifted) di riga
(H_alfa e altre transizioni atomiche).
Ciao
Mario

 nero. La massa diminuisce, ma fino a quando? Possiamo fare un
Solo per dire che se a un buco nero di massa M aggiungi 1 kg di
antimateria la massa del buco nero diventa M + 1 kg.
Ciao
Mario Leigheb

 ora se diminuiamo la massa del buco nero?
...
Hawking ha proposto un meccanismo quantomeccanico, basato sull'effetto
della creazione di coppie virtuali particella-antiparticella nei pressi
dell'orizzonte degli eventi di un buco nero, che consentirebbe di 
estrarne energia, e quindi massa.
La radiazione di Hawking dovrebbe avere la forma di radiazione termica 
(di corpo nero) e finirebbe col provocare "l'evaporazione" graduale del
buco nero in tempi tanto più rapidi quanto più è piccola la massa 
iniziale del buco nero.
Ciao, Raskolnikof


 schrieb im
Newsbeitrag news:3C54FE58...@frascati.enea.it...

Ciao Mario,
io penso invece che la massa diminuisce di 2 kg e si creano
fotoni aventi un'energia pari a E=mcc.
Anche se un osservatore esterno potrebbe non distinguere
l'effetto della  massa del buco nero dall'effetto dell'energia
sulla curvatura dello spazio-tempo.
Ciao,
Armando Rio

 iniziale del buco nero.
Infatti la radiazione di Hawking è inversamente proporzionale
al quadrato della massa del buco nero. Quindi mentre la massa
diminuisce la radiazione aumenta fino a diventare estremamente
rapida fino ad una esplosione di fotoni elettroni positroni e
altre particelle.
Però il mio dubbio è cosa succede se annichiliamo tutta la
materia di un buco nero con altrettanta massa di antimateria,
otteniamo un buco nero di fotoni indistinguibile per
deformazione dello spazio tempo da un buco nero di massa
doppia o invece abbiamo un'esplosione simile a quella
ipotizzata da Hawking?
Ciao,
Armando Rio

 cmq non č meglio se spostiamo questo argomento in ISF? sarebbe piů IT
E poi c'č qualcuno che vuole scindere ISA perché i thread di astrofisica non
ci sono.
Perché invece non si continua qui su ISA cosě almeno seguiamo anche qualcosa
di teorico.
Credo che la teoria e la pratica siano complementari, non antagoniste.
Cieli Sereni.
--
Renzo Del Rosso
http://digilander.iol.it/renzodelrosso
rdel...@MAIlibero.it
rimuovi MAI per risposta privata

| Infatti la radiazione di Hawking è inversamente proporzionale
| al quadrato della massa del buco nero. Quindi mentre la massa
| diminuisce la radiazione aumenta fino a diventare estremamente
| rapida fino ad una esplosione di fotoni elettroni positroni e
| altre particelle.
| Però il mio dubbio è cosa succede se annichiliamo tutta la
| materia di un buco nero con altrettanta massa di antimateria,
| otteniamo un buco nero di fotoni indistinguibile per
| deformazione dello spazio tempo da un buco nero di massa
| doppia o invece abbiamo un'esplosione simile a quella
| ipotizzata da Hawking?
|
avremo un buco nero con il doppio di materia! l'energia vedila come se
fosse massa... è la stessa cosa in termini relativistici nei quali ci
troviamo a parlare! (forse)
l'esplosione ipotizzata da Hawking si ha nel caso che il buco nero stia per
esaurire la propria massa a causa della sua stessa radiazione causata dalla
formazione della copiaa di particelle virtuali al confine dell'orizzonte
degli eventi...
ma qui si sta parlando di energia o massa ancora all'interno dell'orizzonte
degli eventi, e quindi fa ancora parte del buco nero!
ciao,
Iosephus

 sulla curvatura dello spazio-tempo.
Se un oggetto si comporta per quanto riguarda l'attrazione
gravitazionale e/o per quanto riguarda la sua inerzia come se avesse
massa M + 1 kg, allora che siano fotoni, pietre, neutrini o quark la
massa e' M + 1 kg.
Detto alla buona, e per ulteriore chiarezza metto sempre tra
parentesi le unita' di misura, la formula F = Ma va scritta in
relativita' come F = dp/dt, dove p (kgm/s) e' la quantita' di moto
relativistica che, chiamando M (kg) la massa a riposo, si definisce:
p = Mv / sqrt(1- v^2/c^2)
La massa inerziale (e gravitazionale) di un oggetto allora non puo'
piu' essere la massa a riposo M (kg), bensi' va introdotta una nuova
definizione che e' la quantita':
E/c^2 (kg)
dove E (J) e' l'energia totale relativistica che per una particella
singola dalla massa a riposo M (kg) si scrive:
E = Mc^2 / sqrt(1- v^2/c^2)
Se ora per valutare la massa inerziale (e gravitazionale) del buco
nero applichi quanto sopra, cioe' usi la definizione di massa
inerziale (e gravitazionale) E/c^2 (in kg), vedi che quando aggiungi
1 kg di antimateria (che assumiamo di energia cinetica 0 J) al buco
nero l'energia totale relativistica, che si conserva in un urto
relativistico anche anelastico, fa aumentare anche la massa
inerziale (e gravitazionale) del buco nero.
I fotoni che a dir tuo farebbero diminuire la massa totale del buco
nero in realta' portano con se una energia totale relativistica hf
(J), dove f e' la frequenza (Hz), e quindi danno un contributo alla
massa inerziale (e gravitazionale) uguale a hf/c^2 (kg).
Se poi tu volessi arrampicarti sullo specchio e affermare che la
massa che diminuisce non e' ne' la massa inerziale ne' la massa
gravitazionale ma piuttosto la massa a riposo, ebbene penso che sia
ben difficile affermare alcunche' sullo stato della materia
all'interno del buco nero: e senza nemmeno dover tirare in ballo il
fatto che i fotoni di energia abbastanza alta si possono
ritrasformare in particelle attraverso il noto meccanismo della
creazione di coppie, che darebbero di nuovo un contributo alla massa
a riposo! 
Se ora Raskolnikov se la sente di trascrivere il tutto nel
linguaggio corretto della relativita' generale lo leggeremo con piacere.
Ciao
Mario Leigheb

 schrieb im
Newsbeitrag news:3C565C8D...@frascati.enea.it...


 stabilità del buco nero? ...
Non ne ho idea, ma immagino un bel niente.
Ciao
Mario

degli eventi, e quindi fa ancora parte del buco nero!
penso che hai ragione, quindi anche annichilando tutta la
materia il buco nero resta stabile perchè lo spazio tempo
continua ad essere curvato dalla massa relativistica e quindi
non c'è differenza se una parte della massa diventa energia o
viceversa.
Ciao,
Armando Rio

 Non so proprio cosa significa un buco nero di fotoni.
Cercando in rete ho trovato che i buchi neri fatti solo di
fotoni sono addirittura già noti a livello teorico! ma non
solo, in pochi anni dovrebbe essere possibile creare degli
optical black holes in laboratorio e questo porterà a
fantastiche possibilità per una maggior comprensione della
meccanica quantistica e della relatività quantistica!
Gli indirizzi sono veramente molti, ti consiglio di cercarli
con un motore di ricerca, ad esempio guarda in:
www.meehawl.com/Webstore/Desktop%20Black%20Holes/0131001.htm
www.st-and.ac.uk/~www_pa/pandaweb/news/opticalblackhole.htm
www.cerncourier.com/main/article/40/4/10
www.epsrc.ac.uk/documents/about_epsrc/corporate_publications/n
ewsline_journal/newslin17/blkhole.htm
queste sono notizie veramente fantastiche, penso che tra pochi
anni la fisica farà finalmente di nuovo dei notevoli passi
avanti!
Ciao,
Armando Rio

 linguaggio corretto della relativita' generale lo leggeremo con piacere.
Anche a mio parere l'aggiunta di antimateria non farebbe altro che 
aumentare la massa del buco nero e quindi accrescerne il raggio di 
Schwartzschld (Rs = 2GM/c^[2]), che nell'ipotesi semplice, ma del tutto
irrealistica, di collasso sferico, uniforme, di un corpo senza carica, 
rappresenta la caratteristica geometrica fondamentale di tali ipotetici
oggetti.
Per quanto riguarda poi il destino dell'antimateria che cade sulla 
singolarità centrale, per saperne di più potremmo chiedere al Capitano 
Kirk di fissarci un incontro con gli scienziati dell'Enterprise :-).
Nel mio piccolo sono scettico nei confronti di qualsiasi teoria  
che predica per una grandezza fisica il raggiungimento dell'infinito in
atto; con la sola notevole eccezione dell'infinità spaziale sulla cui
plausibilità, mentale prima che fisica, Giacomo Leopardi ha scritto 
riflessioni memorabili.
Recentemente è stata proposta una teoria alternativa ai buchi neri, che
esclude la possibilità della materia di contrarsi indefinitamente, 
prevedendo invece la formazione di oggetti superdensi, ma privi di 
singolarità: le gravastar 
(
http://www.lescienze.it/sixcms/detail.php3?id=4645
).
Ciao, Raskolnikof    


 (
http://www.lescienze.it/sixcms/detail.php3?id=4645
).
questo è anche molto interessante, speriamo che porti idee
nuove.
Ciao
Armando Rio

 riposo sarebbe nulla.
A me pare che il buco nero ottico abbia ben poco a che fare con il
buco nero astronomico, a parte qualche analogia. Non si tratta di un
buco nero astronomico prodotto dal collasso di un campo
elettromagnetico di fotoni.
Ciao
Mario Leigheb

 riposo sarebbe nulla.
Questa frase è del tutto priva di senso. A parte il fatto che il buco
nero di fotoni a me sembra una vera castroneria. 
Ti faccio notare che un oggetto fisico che ha massa di riposo nulla si 
dovrebbere muovere, in ogni sistema di riferimento inerziale, 
alla velocità della luce.


 schrieb im
Newsbeitrag news:3C5A4137...@frascati.enea.it...

E' un buco nero formato da fotoni, ci sono delle analogie e
delle differenze rispetto ad un buco nero stellare, quindi il
buco nero dipende dalla sua composizione in particelle. Quindi
è lecito porsi la domanda: che tipo di buco nero si ottiene
annichilando la materia con antimateria, quale sarà la sua
massa. Non credo che sia corretto dire che si ottiene un buco
nero di tipo stellare di massa doppia.
Comunque tra pochi anni vedremo cosa avrà portato questo buco
nero ottico. Una cosa è certa sembra di essere vicini ad una
scoperta sensazionale!
Ciao,
Armando Rio

 alla velocità della luce.
Questo è vero, infatti i fotoni in un buco nero hanno sempre
velocità c.
Ho trovato però altri links dove si parla di ZMBH ovvero di
zero mass black holes e chi ne parla sono ricercatori, non
scrittori di fantascienza. Quindi le possibilità sono molte e
notevolmente interessanti.
Ciao,
Armando Rio

Vorrei aggiungere che hai ragione!, ho trovato in effetti dove
stava l'errore. In un sistema chiuso l'energia si conserva,
quindi la massa (intesa sempre a riposo) resta costante
indipendentemente da cosa succede all'interno del sistema
chiuso. Infatti considerando
E^2=p^2c^2 + m^2c^4
abbiamo a velocità del sistema nulla E=mc^2 e quindi la massa
a riposo del sistema è pari a E/c^2
cioè la massa a riposo dipende solo dall'energia interna del
sistema ed essendo isolato resta costante. La massa
calcolabile come sopra è la massa a riposo del sistema ed è
invariante.
In altre parole se abbiamo in un sistema isolato un insieme di
massa m di particelle ad esempio di elettroni e positroni,
anche se avvengono delle annichilazioni abbiamo che la massa
del sistema isolato resta identica proprio perchè è costante
l'energia interna. L'errore era che avevo considerato la massa
a riposo del sistema come somma delle masse a riposo delle
singole particelle che compongono il sistema. Quindi se gli
elettroni e positroni formano fotoni la somma delle masse a
riposo delle particelle diminuisce, ma i fotoni restano
all'interno del sistema. Quindi l'energia del sistema resta
costante, ma allora la massa a riposo del sistema isolato
resta costante e non è uguale alla somma delle masse a riposo
dei fermioni.
Ora il buco nero è come un sistema isolato e quindi non è
possibile diminuire la massa del buco nero aggiungendo
antimateria, se avviene annichilazione diminuisce la somma
delle masse a riposo delle particelle che lo compongono, ma
l'energia totale è la somma delle energie e quindi ... hai
ragione.
Vi ringrazio della conversazione perchè ora finalmente il
dubbio si è chiarito!
Ciao,
Armando Rio