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Titolo: Domanda sull'espansione universale

Ho letto che più i corpi celesti sono lontani da noi maggiore è la
loro velocità di allontanamento rispetto a noi, tutto ciò è dovuto al
big bang.
Come si collegano le due cose?
Mi spiego meglio: va bene la fase di accelerazione dovuta
all'esplosione, tuttavia questo non credo basti a spiegare la
proporzione esistente fra velocità e distanza delle galassie rispetto
a noi.
Ho le idee un pò confuse, ringrazio chi me le vorrà chiarire.
Saluti


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L'errore di fondo è considerare il Big Bang quello che non è stato,
cioè un'esplosione!
In realtà il BB è la produzione continua di spazio tempo che allontana
a velocità proporzionale alla loro distanza le galassie una dalle
altre. Per il principio cosmologico ogni osservatore vede le galssie
allontanarsi da se come fosse lui il centro dell'universo, questo si
spiega facilmente con una piccola dimostrazione geometrica con la
quale si evidenzia il perchè del raddoppio della velocità al
raddoppiare della distanza.
Costruzione geometrica:
A---d---O---d---B
A, O, B sono tre galassie distanti tra loro d, O vede allontanarsi A
da una parte a velocità V e B dalla parte opposta sempre a velocità V,
però A essendo 2d volte più distante da B la vedrà anche allontanarsi
a 2V (V+V) ed è così anche per A..
Quindi la velocità di espansione localmente è sempre quella cioè
legata alla Costante di Hubble (H= 60-80 Km/s*Mp) ma la velocità di
recessione galattica ci apparirà raddoppiare al raddoppiare della
distanza, sempre che la teoria inflazionaria del Big Bang sia quella
reale.
Centro Astrofili Bolzano
Marco Astro1

 Ho le idee un po' confuse, ringrazio chi me le vorra' chiarire.
Ti capisco. Avrai certamente letto qualche libro divulgativo di quelli
che
aiutano a confondere le idee: ossia quasi tutti.
Quella che chiami "velocita' di allontanamento" non ha di per se' niente
a che
vedere col big bang. Ne' ha senso parlare del big bang come di
un'esplosione.
Lo so che proprio questo vuol dire "big bang", ma non dimenticare che
originariamente era un'espressione ironica, inventata da qualcuno (mi
pare
Hoyle) che non ci credeva.
Anche a te dovrei ripetere quanto ho scritto in un altro post: di queste
cose
qui se ne parla spesso, e ti consiglio di guardare un po' la raccolta
dei
post.
Il punto centrale e' che bisogna imparare a conoscere lo spazio-tempo,
capire
che quello che chiamiamo "spazio" e' solo una sezione, che si puo'
estendere a
tutto l'universo in tanti modi. Non c'e' un unico modo di definire lo
spazio.
Secondo uno di questi modi, che riesce comodo, i corpi non soggetti a
forze
(pensa a tante galassie lontane una dall'altra) sono fermi, ma lo spazio
si
dilata e percio' le distanze aumentano.
Lo so che detto cosi' puo' suonare assurdo, ma non e' colpa mia. Se mi
permetti la battuta, cosi' va il mondo :-)
-------------------
Elio Fabri
Dip. di Fisica
Universita' di Pisa

 
Mi sembra di capire che non riesci a capire come si possa giustificare
l'esistenza di una esplosione (se cosi' si puo' dire essendo un profano di
cosmologia devo andare con i piedi di piombo) con l'osservazione che tanto
piu' una galassia e' lontana tanto piu' la sua velocita' di allontanamento
da noi e' grande e tale velocita' e' inoltre proporzionale alla distanza
da noi.Una spiegazione intuitiva, ma che non ho trovato immediata si trova
sul famosissimo libro di Weimberg "I primi tre minuti" se hai occasione
leggi la prima parte di tale libro.Io tentero di darti una dimostrazione
semplice del perche' le cose dovrebbero andare cosi'.
L'osservazione ci dice che le galassie si stanno allontanando l'una
dall'altra e cio' gia' ci induce a pensare che vi sia stata una esplosione
primordiale (oppure una sorta di antigravita' come sembra stia venendo
fuori ma questo e' un argomento che non conosco bene quindi chiudo qui)
Ora dovresti prendere il compasso e la riga.
Disegna un cerchio di raggio r atua scelta e prendi tre punti sulla
circonferenza A,B,C tali che l'arco minore AB si piu' grande dell'arco
minore BC.Disegna il segmento AB e quello BC e chiama a e b le rispettive
lunghezze.
Supponiamo che ora il cerchio si espanda con velocita' pressappoco
costante (al nostro livello questa ipotesi e' praticamente corretta).Dopo
un tempo t il cerchio avra' raggiunto raggio r'.I punti A,B,C si
sonospostati con l'espansione nei punti A',B',C'.Disegna dunque il cerchio
di raggio r' e i tre punti A',B',C' e i segmenti A'B', B'C' di lunghezze
a' e b'.Chiama O il centro comune ai due cerchi.
Dalla similitudine dei triangoli OAB e OA'B' ricaviamo:
a'  r'      a'-a   r'-r             a              a'-a   a r'-r
- = -  ---> ---- = ---- ---> a'-a= --- (r'-r) ---> ---- = - ---- 
a   r        a      r               r               t     r  t
Ma (a'-a)/t non e' altro che la velocita' con cui B vede allontanarsi A e
(r'-r)/t non e' altro che la velocita' di espansione dell' universo
cerchio
Possiamo dunque scrivere:
v(AB)=(a/r)v(exp)
Possiamo fare lostessso tipo di calcolo per quanto riguarda i triangoli
OBC e OB'C'.
ricaveremo:
v(BC)=(b/r)v(exp)
Poiche' a >b (l'arco minore AB era piu' grande dell'arco minore BC e
dunque le corde erano nella stessa relazione) allora si vede subito che
v(AB) > v(BC) cioe' tanto piu' un oggetto e' vicino a B tanto minore e' la
sua velocita' di allontanamento da esso ed inoltre facendo il rapport
delle velocita'o tteniamo:
v(AB)/v(BC)=a/b
cioe' se l'espansione dell'universo avviene con la stessa velocita' in
tutte le direzioni (espansione isotropa) allora le velocita' di
allontanamento sono proporzionali alle distanze.
Spero che tutto questo lavoro non sia stato invano ovvero spero di aver
capito il tuo dubbio.
Grazie della pazienza ciao!