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Titolo: Destino dell'universo

L'altra sera a Super Quark, Piero Angela ha fatto un servizio sulla
scoperta di un astrofisico americano. Egli ha detto di aver scoperto
che l'universo è iperbolico. Ha scoperto che la velocita' di 
espansione dell'universo e' in continuo aumento guardando la 
velocità con cui si allontanavano da noi le stelle di luminosita'
assoluta conosciuta, in varie epoche (cioe' a diverse distanze
da noi). 
Ma ammettendo che l'espansione dell' universo acceleri, non e'
possibile che noi ci troviamo nella fase di espansione di un 
universo chiuso?
                     Riccardo Pavesi
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 che l'universo è iperbolico...
Super Quark non l'ho visto, quindi mi butto a indovinare: si trattava
forse di S. Perlmutter di Berkeley?
Se e' cosi', l'astronomo afferma che lo spostamento verso il rosso e la
luminosita' di certe supernovae di tipo Ia molto lontane (0.2 < z < 1.2)
da' indicazioni in direzione di un universo in infinita espansione,
oppure di un universo piatto con una costante cosmologica positiva e non
trascurabile. Inoltre l'eta' dell'universo risulterebbe di circa 15
miliardi di anni.
A. Goobar et al., Physica Scripta vol T85, 2000, p. 45
Ciao
Mario Leigheb

universo chiuso?
Se fosse chiuso dovrebbe rallentare nella fase di espansione e
accelerare in quella di compressione.

...

Sì, è possibile. Le equazioni di campo della RG 
con termine cosmologico positivo ammettono soluzioni
(addirittura tre, note già negli anni trenta: soluzioni di
Lemaitre e di Eddington - Lemaitre) in cui l'universo
è chiuso (cioè lo spazio è finito e illimitato, cioè sferico
cioè a curvatura positiva, usa i termini che preferisci sono
tutti equivalenti) ma si espande per sempre e con
velocità crescente. La legge di espansione tende addirittura
a diventare esponenziale col passare del tempo.
Le osservazioni di Boomerang (di qualche mese fa) sono 
compatibili con uno scenario del genere: mostrano infatti
che lo spazio potrebbe essere chiuso, anche se la sua 
curvatura è certamente molto piccola, cioè il suo raggio di 
curvatura è enorme, cosicchè con ottima approssimazione
la curvatura è trascurabile; da qui i giornali, ipersempli-
ficando, hanno scritto che "Boomerang ha dimostrato che lo 
spazio è euclideo su scala cosmologica" ; in realtà non è 
così, e potrebbe benissimo essere curvo e in particolare 
chiuso; naturalmente potrebbe anche essere iperbolico,
come dice quell'astrofisico, che però potrebbe avere torto. 
Data l'estrema complessità della ricerca attuale i risultati
sperimentali ottenuti da una sola persona e / o da un solo
laboratorio non devono mai essere presi troppo sul serio,
anche se proclamati con molta sicurezza (anzi: soprattutto
se proclamati con molta sicurezza).
Cordialmente,
Corrado Massa

 accelerare in quella di compressione.
Vero, se non c'è costante cosmologica (come si pensava fino
a poco tempo fa). Ma la scoperta dell' espansione accelerata
fà pensare che la costante ci sia, e sia positiva.
A questo punto, lo spazio chiuso deve essere considerato
possibile.
Bye,
Corrado 

 wrote:
Io credo che il servizio di Superquark fosse vecchio. Parlava in
generale delle tre possibilità geometriche dell'Universo ma non ha mai
nominato i nuovi dati italiani. Essi darebbero Omega=1, ossia la
materia  sarebbe esattamente quella serve per mantenere l'universo in
un'espasione piatta, euclidea. Un po' come se, parlando di un
universo-matita avessero scoperto che si regge esattamnte ritto sulla
punta.
Se è così questo è un dato troppo particolare per poter essere
giudciato casuale o "antropico".
Non è affatto necessario all'esistenza della vita che l'Universo abbia
quel punto unico e particolarissimi di equilibrio.  Gatta ci cova...
Che ne pensano i Fisici?
Ernesto

Ciao, Valter
Certamente c'è un margine d'errore ma è molto piccolo (non ho
sottomano Nature ma ricordo che era davvero piccolo) in ogni modo
stanno per ripetere la misurazione con un sistema ancora più preciso.
Il fatto che il rapporto tra la densità di energia e la densità
critica tenda a 1 è stupoefacente comunque. 
Se omega fosse stato uguale a 1, esattamente a 1, al momento del Big
Bang, allora e solo allora resterebbe a 1 per sempre!!! Perchè se
fosse stato anche di possimo diverso da 1 sarebbe poi aumentato
rapidissimamente nel tempo e dopo 15 miliardi di anni non bsarebbe più
nei "dintorni" di 1. Già prima di queste misurazioni i cosmologi
calcolavano che se omega era compreso tra 0, 1 e 2 aallora al momento
del Big Bang avrebbe dovuto essere diverso da 1 solo come massimo di
una parte su 10^15!!!! Con le misure di adesso tale discostamento
massimo sarà salito a una parte su 10^50!!!!
Secondo kme qui siamo davanti a un enigma davvero grande. Sai, dire
che il ghiaccio galleggia perchè se così non fosse, noi non saremmo
qui, mi sta bene, idem per tutte le costanti fini: ma che diavolo
c'entra questo curioso equilibrio universale? Noi saremmo vissuti
benissimo sia in un universo chiuso che in uno a sella. E allora?
Hai qualche idea?
ciao
ernesto

 ernesto
 Ammetto che la cosa e'davvero misteriosa e sicuramente  molto interessante,
 pero' conosci l'esempio del "tacchino induttivista" di Bertrand Russell?
 Bene questo tacchino riceveva il cibo tutte le mattine ad una certa ora,
 per diversi anni. Allora il tacchino si fa una certa idea del mondo, 
 per "induzione".
 Ed elabora delle leggi sulla struttura del mondo. Che il mondo e' benevolo 
 con lui e che ad una certa ora per una certa legge che struttura il mondo
 compare il cibo nel posto stabilito.
 Orbene, arriva la mattina di Natale di un certo anno e all'ora fatidica 
 in cui per "la legge del tacchino" doveva comparire il cibo... 
 gli tirano il collo!  
 Come vedi e' nella natura delle cose che l'induzione puo' essere fallace.
 Io non sono cosi' scettico come la storiella di Russell propone e come fisico
 tendo a fidarmi dell'induzione, ma solo quando e' riguarda proposizioni
 riferite, in linea di principio, ad una classe di *oggetti fisici* disponibili sempre
 ed ovunque (sistemi fisici limitati) e quando le proposizioni sono  corroborabili
 di continuo con esperimenti fattibili, in linea, di principio, sempre ed ovunque. 
 Da questo punto di vista le proposizioni cosmologiche sono da trattarsi con 
 sospetto ed da analizzarsi con piu' cura delle normali proposizioni della fisica 
 per sistemi limitati.
 In particolare quelle che trattano non leggi di oggetti fisici con le caratteristiche 
 di riproducibilita' di cui sopra, ma  addirittura *meta leggi cosmologiche* cioe' 
 1) della struttura generale delle leggi della fisica e
 2) applicate all'universo ed alla sua storia in toto 
 (es. il principio antropico  nelle sue varie forme). 
 Ciao, Valter

 
Ciao anche a te, Daniele. 
E' un altro discorso, perchè le galassie
(o meglio , gli ammassi, sono loro che partecipano
all'espansione di Hubble) non sono oggetti che 
"si muovono nello spazio" (è a questi che si applica
il limite di velocità c) ma sono " trascinati via 
dallo spazio " stesso che si dilata: tieni presente
che in relatività generale lo spazio (o meglio lo 
spaziotempo, perchè anche il tempo entra in azione)
è un entità dinamica capace di agire sulla materia con 
la sua geometria (la curvatura). L'espansione avviene solo
su vastissima scala (superiore ai cento milioni di anni
luce, più o meno) mentre in regioni più piccole non c'è
o è trascurabile, per ragioni che stiamo discutendo da un 
mese su questo NG (puoi cercare i tre thread, strettamente
collegati, che in ordine di tempo sono: 
la radiazione di fondo è un'onda stazionaria?
Espansione dello spazio
Regoli ed espansione).
Per convincerti del fatto che il limite c non si applica 
all'universo puoi considerare la cosa anche in questo 
modo: ciò che la relatività vieta tassativamente è che i 
rapporti causa - effetto si propaghino più velocemente 
di c; ora, ti assicuro che per quanto ci spremiamo le 
meningi non riusciremo mai a usare l' espansione per 
mandare messaggi attraverso l'universo (o comunque 
per agire su altre regioni di universo) a velocità > c.
 
Ma del resto, se ammetti l'epoca inflazionaria, 
perchè ti preoccupi che la velocità di espansione non superi c?
Se è già successo, vuol dire che la relatività lo permette, 
non trovi?
Precisazione n.1 : 
per velocità di espansione si intende  d R / d t dove t è 
il tempo cosmico (cioè il tempo segnato
dall'orologio di un osservatore comovente =  che vede
l'universo isotropo) e R = R ( t ) è la funzione di scala
che può essere il raggio di curvatura dello spazio 
(se lo spazio è curvo) oppure la distanza fra due osservatori
comoventi qualunque, assunti come riferimento (se lo spazio
è piatto, cioiè euclideo)
Precisazione n. 2:
è vero che nell'inflazione la velocità di espansione è 
maggiore di c , però questo succede anche nei 
modelli relativistici non inflazionari, cioè nei modelli
più semplici basati sulla relatività generale, e questo
a riprova di quanto ti dicevo, cioè che d R / d t > c non 
viola la relatività. 
Nei modelli non inflazionari d R / d t è infinito al tempo  
t = 0 (big bang o meglio big birth, grande nascita: 
vero che suona meglio? e poi è concettualmente più corretto)
e resta decisamente > c per circa cinquecentomila
anni, in pratica fino al momento in cui l'universo diventa 
trasparente alla luce e finisce l'equilibrio termico tra
radiazione e materia: è questa lunga permanenza del
regime superluminale a causare il problema dell'orizzonte
che affligge i modelli non inflazionari.  
Insomma, l'espansione superluminale non è una novità 
introdotta dai modelli inflazionari; la novità in questi modelli è 
l'espansione di tipo esponenziale, che non può esistere
nei modelli preinflazionari (può esistere solo nel futuro,
se la costante cosmologica lambda è positiva, ma assolutamente
non può esistere nell'universo giovane, neanche con costante
lambda perchè per R ---> 0 il contributo di lambda diventa 
infinitesimo. 
Precisazione 3: le precisazioni 1 e 2  sono
dovute a un attacco di pignoleria legato all'autunno
incombente, spero che non ti abbiano annoiato.. 
Conclusione:
l'espansione dell' universo può benissimo essere 
accelerata senza violare minimamente la relatività.
bye,
Corrado
 
 

 ha scritto nel messaggio
<01c017ab$4aa2bec0$a785d8d4@default>...






Mi piacerebbe complimentarmi con lei per la 
domanda!!


Non ci avevo davvero pensato. Grazie!


 



 critica tenda a 1 è stupoefacente comunque.
Ok ora ci sono pure io !!