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Titolo: Espansione dell'universo

Buonasera, volevo capire che si intende per espanione dell'Universo.
Si intende banalmente che gli oggetti si allontanao o il concetto č piů
profondo.
Cioč non č che č proprio lo spazio ad espandersi?
Ma perchč darebbe luogo ad effetto Doppler in questo caso? Anche le
lunghezze d'onda dei fotoni durante il processo avrebbero continuato a
subire l'effetto di espansione? Ma non lo subirebbero nella stessa misura di
tutte le cose e quindi dei metri nostri e degli atomi.
Potete mica spiegarmi questo concetto?
Grazie.
Emilio

 tutte le cose e quindi dei metri nostri e degli atomi.
Di questo si e' discusso non molto tempo fa, su questo stesso NG (non
tiso dire le date, ma si tratta di mesi). Potresti cercare quei post...
Comunque per i metri e gli atomi la cosa e' semplice: sono tenuti
insieme da forze non gravitazionali, che impediscono l'espansione.
Meno ovvio perche' non si espanda il sistema solare o una galassia.
La mia risposta e' che li' le forze sono gravitazinali, ma sono
_locali_, dovute a disomogeneita' nella distribuzione di materia. Invece
l'espansione e' un effetto globale, nella struttura geometrica _media_
dell'universo.
Ma capisco che non puo' essere una spiegazione convincente: la risposta
e' che dovresti studiare la RG...
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Elio Fabri
Dip. di Fisica "E. Fermi"
Universita' di Pisa
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Ma in soldoni è l'espansione delle masse che appiattisce lo spazio-tempo?
Cioè immagino che all'inizio con la singolarità lo spazio-tempo fosse
infinitamente curvo.
L'espansione dello spazio-tempo sarebbe conseguente al dispiegarsi delle
masse?
Un po come l'effetto sulla carta quando si scarta una caramella?
Ciao.
Emilio

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Inviato via 
http://usenet.libero.it

 dell'universo.
Questa proprio non l'ho capita.
Non ho mai letto da nessuna parte che l'espansione dell'Universo
_non c'e'_ a livello locale. Ho sempre creduto che sia un fenomeno a
larga scala non rivelabile localmente con i comuni metodi di
misurazione delle distanze.
Tu invece affermi che il fenomeno non esiste a livello nucleare,
atomico, molecolare, planetario e galattico.
Esistono quindi delle verifiche sperimentali sulle "piccole scale"
che dimostrano quello che dici? Oppure nelle equazioni FWLE c'e' una
soglia nel fattore di scala?
Ciao
Mario Leigheb

 riferimento?
Cioč, a seconda della scelta del sistema di riferimento l'Universo potrebbe
contrarsi oppure espandersi?
Capisco se consideri l'asse dei tempi ribaltato, in effetti il passato
diventerebbe futuro.
Immagino quindi che il sistema di riferimento sia il nostro, quello solidale
alle nostre sedie.
Ma poi come si definisce l'espansione nel tempo di un sistema che contiene
lo stesso tempo tra le sue componenti?
Ciao.
Emilio

misurazione delle distanze.
Ho qualche ricordo di una di quelle discussioni, non ricordo
se su isf o is.
Mi pare che fosse venuto fuori che, anche ipotizzando
un'espansione omogenea a tutte le scale, non dovrebbe
avere effetto sui sistemi legati perche' uno degli effetti
dell'espansione e` di diminuire l'impulso (fatto osservabile
nei fotoni come red shift cosmologico, ma dovrebbe valere
in generale, sia ragionando quantisticamente che
relativisticamente). In un sistema legato l'aumento della
distanza tenderebbe ad aumentare il momento angolare
orbitale, mentre la diminuzione dell'impulso tenderebbe a
diminuirlo. I due effetti si annullano esattamente (non a
caso).
Se poi l'espansione non e` omogenea (cosa di cui non
so nulla), meglio ancora, ma anche se lo fosse, il
problema non si porrebbe.
Ciao
Paolo Russo

 contrarsi oppure espandersi?
No, la mia domanda era _molto_ piů sciocca.
Se la mia sedia si espande, ed io mi espando, non me ne posso accorgere.
Posso farci caso solo se uno dei due rimane uguale e l'altro si espande.
Quello che chiedevo č: cosa rimane uguale?
(E, per inciso, se qualcosa rimane uguale, č correto dire che il tutto si
espande?)
Ciao Danilo


> Ma in soldoni è l'espansione delle masse che appiattisce lo spazio-tempo?
Se le masse si allontanano, capisci bene che la densità media diminuisce e
di conseguenza anche l'incurvamento dello spaziotempo dovuto ad essa.

 Posso farci caso solo se uno dei due rimane uguale e l'altro si espande.
Nè tu nè la tua sedia vi espandete. E' l' universo ad espandersi trascinando
(allontanando tra loro) le masse che non influiscono abbastanza con la forza
di gravità le une sulle altre, quindi le galassie ad esempio.
Per questo le galassie si allontanano tra loro, ma la luna e la terra no.

 Ciao Danilo
LE leggi che governano il tutto.


 wrote:

Io credo che i fisici si stiano arrampicando sugli specchi intorno a
questa questione: il famoso esempio del panettone che si gonfia e le
uvette si allontanano tutte le une dalle altre prescinde dal fatto che
le uvette si gonfino anch'esse, perchč questo č sicuro: le galassia
non sia stanno espandendo. A me no che i calcoli che parlano di
materia oscura non sia tutti sbagliati e che a tenere in orbita le
stelle sia una quinta forza.
Nella teoria delle stringhe le distanze diventano non misurabili
quando si giunge alle distanze di Planck e a seconda del "metro"
l'universo puň avere raggio R oppure 1/R, il che significa che puň
contemporanemanete essere inteso con un raggio di 20 miliardi di anni
luce oppure con un raggio di 1/20miliardi di anni luce...
Penso che la risposta piů giusta sia: ancora non si sa.
Ernesto
PrevitiTour :Milano-Brescia-Roma-Perugia! Corrompi, evadi il Fisco e non paghi!!

 espande?)
Non sono solito dar ofrza alle mie asserzioni mediante citazioni, ma
questa volta voglio fare un'eccezione.
"Of all the disturbing implications of the`expansion of the universe' ,
none is more upsetting to many a student on first encounter than the
nonsense of this idea. The universe expands, the distance between one
cluster of galaxies and another cluster expands, the distance between
sun and earth expands, the length of a meter stick expands, the atom
expands? Then how can it make any sense to speak of any expansion at
all? Expansion relative to what? Expansion relative to nonsense! Only
later does he realize that the atom does not expand, the meter stick
does not expand, the distance between sun and earth does not expand.
Only distances between clusters of galaxies and greater distances are
subject to the expansion.Only at this gigantic scale of averaging does
the notion of homogeneity make sense. Not so at smaller distances."
(Misner, Thorne, Wheeler: "Gravitation", p. 719.
Oppure, piu' sobriamente:
"We note that the conclusion that the bodies are `running away' can be
drawn only when their interaction energy is small compared to the
kinetic energy of their `running away'; this condtion is always
satisfied for sufficiently remote galaxies. In the opposite case the
relative separations of the bodies are determined mainly by their
interaction; therefore, for example, the effect considered here should
have practically no influence on the dimensions of the nebulae
themselves, and even less so on the dimensions of stars."
(Landau, Lifshitz: "The Classical Theory of Fields", pag. 386 dell'ed.
Pergamon)
E ora che mi sono coperto le spalle :) qualche commento personale.
1. Non dimentichiamo che l'unica prova diretta dell'espansione e' il
cosiddetto "redshift cosmologico": luce che arriva da oggetti lontani
arriva con l. d'onda maggiore di quando e' stata emessa. (Sarebbe bene
dimenticare l'interpretazione come effetto Doppler, ma ora non vorrei
intrattenermi su questo, che non e' il punto centrale.)
2. Il punto e' invece: come sappiamo che la l. d'onda e' aumentata?
Semplice: riconosciamo per es. nella luce di una galassia le righe
spettrali del'atomo d'idrogeno, ma le troviamo ad es. a l. d'onda doppia
(redshift z=1). Ma e' chiaro che per far questo dobbiamo assumere che
gli atomi che hanno emsso la luce erano esattamente identici a quelli
che abbiamo in laboratorio: che emettevano le stesse righe, avevano gli
stessi livelli energetici, ecc.
3. Prove meno dirette sono ad es. la radiazione cosmica di fondo (CBR)
che si assume essere il "relitto" di una radiazione diffusa, presente
quando il raffreddamento della materia ha portato alla formazione di
atomi neutri. Da allora la radiazione non ha piu' interagito con la
materia, e si e' conservata fino a noi, a parte il redshift (attorno a
1000). Tutti i calcoli relativi a questi eventi sono fatti asumendo che
le proprieta' degli atomi "allora" (in particolare l'energia di
ionizzazione) fossero identiche a quelle di oggi.
4. In ambito geologico e planetologico, tutto cio' che e' avvenuto in un
passato di miliardi di anni viene studiato (e spiegato) assumendo che le
proprieta' fisiche e chimiche della materia fossero le stesse di oggi.
Non vedo come sarebbe possibile conciliare questo con un'ipotetica
"espansione generale".
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

 subject to the expansion[...]
ehm, volevo fare un commentaccio goliardico...
...ma temo le ire funeste dei pelidi moderatori :-)

Vediamo se ho capito.
Le galassie distanti piu' di 30 Mpc e meno di 5000 Mpc mostrano un
redshift z (lr/le = z+1) approssimativamente proporzionale alla
distanza D misurata con metodi indipendenti, e la dipendenza e' la
cosiddetta relazione di Hubble:
c*z = H*D
Questo redshift puo' essere anche interpretato come effetto Doppler
della velocita' con cui le galassie si allontanano da noi sfruttando
la formula:
1 + z = sqrt[(1+v/c) / (1-v/c)]
tuttavia la quasi totalita' del mondo scientifico interpreta la
relazione di Hubble come una espansione descritta dalle soluzioni di
Friedmann-Robertson-Walker delle equazioni di Einstein per un
Universo isotropo e omogeneo, assumendo che la distanza D delle
galassie vari in funzione del tempo come il parametro di scala R:
D(t) / D(oggi) = R(t) / R(oggi)
e ottenendo varie possibilita' a seconda della calibrazione dei
metodi di misura delle distanze, del modello cosmologico, di R(t),
ecc. come ad esempio:
c*z = H*D oppure 
c*z = H*D^(0.827) oppure 
2c*[1 - 1/sqrt(z+1)] = H*D
ecc. ecc.
In questo modo si ottiene un modello (il modello standard) che
riesce con piu' o meno successo a descrivere non solo la dipendenza
del redshift dalla distanza, ma anche la CMBR, la prevalenza di
nuclei leggeri, ecc.
Resta il fatto che per z > 1 la legge di Hubble va presa con cautela
perche' mentre e' relativamente facile misurare il redshift, e'
invece difficile ottenere misure di distanza indipendenti. Nello
stesso tempo, per z < 0.01 i moti peculiari delle galassie aumentano
la dispersione rispetto alla formula di Hubble, le galassie si
raggruppano in cluster con grandi spazi vuoti tra loro, il modello
di Universo di FRW va associato ad un modello perturbativo per
descrivere le anisotropie della CMBR, e infine non c'e' nessuna
evidenza di una variazione delle distanze con il tempo a scale
ancora inferiori.
Si ritiene pertando che il modello di Universo di FRW non descrive
in modo soddisfacente le scale confrontabili o inferiori a quella
del cluster galattico (e tanto meno alla scala del sistema solare,
molecolare, atomica, nucleare e delle particelle subnucleari); per
il sistema solare ad esempio si usa la metrica di Schwarzschild, che
risolve le equazioni di Einstein nel caso di un sistema legato nel
quale la massa totale e' molto maggiore della massa di tutte le
particelle a massa a riposo nulla; per le anisotropie sono state
proposte varie spiegazioni, come ad esempio la teoria delle
instabilita' gravitazionali.
Ciao
Mario Leigheb