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Titolo: E vero che secondo alcune teorie...

...l'universo è costituito più da materia oscura?
Grazie mille!

 Grazie mille!
Si, se uno assume che sia vera la relatività generale. tutte le
osservazioni sperimentali dicono che il 70% circa della materia
dell'universo deve essere materia oscura....
Ciao, Valter

 Grazie mille!
Non secondo *alcune teorie*, ma secondo *alcune misure*, anzi forse
tutte le misure.
Non sono aggiornatissimo, ma le misure indirette di densità di materia
oscura nell'unverso (quelle ottenute dall'analisi delle anisotropie
della radiazione cosmica di fondo, quelle ottenute dalla misura della
relazione distanza-luminosità delle SuperNovae 1A) e le misure dirette
(come misurare la luminosità e la rotazione delle galassie) sono
concordi.
Si deduce dalle misure che la materia oscura abbia una densità di
circa il 26% della densità critica (circa 6 masse protoniche a metro
cubo), mentre la materia barionica ha una densità del 4% e l'energia
oscura del 70%.
Le misure sono concordi e abbastanza precise...
Che cosa significhino i risultati... è ancora *oscuro*.
sD

 tutte le misure.
Ciao,... ci devi mettere anche le teorie, le osservazioni non bastano.
Se prendi le teorie "f(R)" invece che la RG "normale", puoi fare a
meno della materia oscura.
Ciao, Valter

 dell'universo deve essere materia oscura....
Su Wikipedia ( 
http://it.wikipedia.org/wiki/Materia_oscura
) affermano 
che circa il 90% della massa dell'universo è costituito da meteria 
oscura. ( ora non so quanto sia attendibile Wikipedia... :-D ) Cmq...
Come può una cosa avere massa, e non emettere nessuna radiazione 
elettromagnetica???
Tempo fa avevo letto ( o visto in un documentario) che i buchi neri 
assorbono anche la luce, ma che alcune particelle riescono a sfuggire 
alla loro enorme gravità. ( radiazione di Hawking)
http://diamante.uniroma3.it/hipparcos/buchineri.htm
"Nel 1974 Hawking dimostrò che i buchi neri non sono totalmente neri: 
essi irradiano energia in modo continuo con una temperatura inversamente 
proporzionale alla loro massa e la dimostrazione è ricavata 
dall'applicazione della meccanica quantistica ai campi elettromagnetici 
vicino ad un buco nero. A causa dell'indeterminazione quantistica 
(principio di indeterminazione di Heisenberg), coppie di particelle e di 
antiparticelle transitano ai margini di un buco nero; una delle 
particelle può cadere nel buco nero e superare il c.d. "orizzonte degli 
eventi", mentre l'altra può sfuggire ("radiazione di Hawking"). 
Nell'emettere particelle in questo modo, i buchi neri perdono massa e si 
riducono fino a scomparire del tutto, ossia "evaporano".
I due fenomeni possono essere in relazione fra di loro?
Azzardo una ipotesi: una coppia di particelle e antiparticelle transita 
vicino a un buco nero. Una delle due viene attratta e finisce nella 
singolarità, perdendo la parte che "emette" radiazioni. ( ammesso che 
esista. O per via di ciò che succede all'interno della singolarità, che 
ancora non sappiamo, muta, cioè si trasforma in un'altra particella, con 
caratteristiche diverse)
La materia oscura, altro non è che ciò che rimane di alcuni tipi di 
particelle del buco nero, una volta che è "evaporato".
Vi sembra plausibile?
Voglio dire, se in linea teorica esiste un bosone di Higgs che da massa 
alle particelle, la singolarità di un buco nero, non potrebbe creare una 
"antiparticella" che "trattiene" la radiazione elettromagnetica? ( o che 
non la emette proprio)
Scusate se ho detto delle fesserie, ma non sono un fisico, e ho letto 
solo alcuni libri.
Cmq mi documenterò meglio... ^_^

 elettromagnetica???
Potrebbe essere gas freddo a bassa densità negli spazi intergalattici,
risulterebbe difficile capire che c'è perchè si confonde con altre
emissioni ( nell'IR lontana , che pone problemi tecnici).
Potrebbe essere una nube di neutrini , nel qual caso non c'è
emissione .

Valter Moretti ha scritto:
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Se sommi materia ed energia oscure si dovrebbe ragiungere addirittura il
93% circa... in realtà non credo però si possa sostenere che "...tutte le
osservazioni sperimentali dicono che...", poiché la situazione è molto più
complicata e indefinita di quanto si voglia far apparire.
Il massimo che si può dire è che tutte (e anche su questo *tutte* ci
sarebbe da ridire) le osservazioni sono compatibili ("modello di
concordanza") con una scelta ben precisa di un set abbastanza corposo di
parametri liberi, tra cui vi sono anche le percentuali dei differenti tipi
di materia.   
Può sembrare una precisazione da poco, ma invece è molto importante,
poiché le differenti metodiche osservative misurano aspetti differenti, a
esempio: gli studi sulla dinamica dei cluster e sulla radiazione di fondo
non avevano *mai* evidenziato la presenza di "energia oscura". 
In pratica prima degli studi sulle supernovae di tipo IA ai cosmologi
osservativi era sfuggita del tutto "l'energia oscura", ovvero quella che
oggi viene considerata in assoluto la componente energetica dominante
dell'energia dell'Universo :).
Lungi dall'essere una teoria solida, coerente ed esaustiva il cosiddetto
"modello di concordanza" è in pratica una sorta di accidente grafico: i
risultati delle osservazioni effettuate con differenti metodiche,
riportate in un grafico cartesiano (Omega, Omega_lambda) s'incontrano in
un area, che corrisponde alla scelta dei pametri sopra indicata.
Basterebbe mettere in discussione, tramite l'evidenziazione di errori
sistematici oggi ignoti, uno solo dei risultati delle osservazioni per
mandare per ortiche la cosiddetta "concordanza".
Senza contare che, a oggi, nessuno è mai riuscito a rivelare direttamente
gli ipotetici componenti della materia oscura e a chiarire la natura
dell'energia oscura, che di solito viene associata, più per abitudine
storica che per altro, con la costante Lambda introdotta da Einstein nelle
equazioni di campo, nel 1917.
Saluti,
Aleph 
 
-- 
questo articolo e` stato inviato via web dal servizio gratuito 
http://www.newsland.it/news
 segnala gli abusi ad 
ab...@newsland.it

Valter Moretti ha scritto:
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
"L'accidente grafico" cui mi riferivo nel post precedente è chiarito
dall'illustrazione che segue, la quale chiarisce bene cosa vuol dire
"modello di concordanza" nell'ambito della "Cosmologia Oscura" :))
http://www-supernova.lbl.gov/public/papers/knop03/SCP2003SNeCMBClust.pdf


 emissione .
Ho trovato anche questo link molto interessante:
http://scis.uai.it/cosmologia/matoscura2.htm
"Il problema riguardo ai neutrini come possibili costituenti della 
materia oscura è dovuto al fatto che sono particelle relativistiche, 
ossia viaggiano a velocità molto prossime a quelle della luce, per cui è 
molto difficile tenerle "ferme" in uno stesso luogo. La loro tendenza a 
disperdersi in tutte le direzioni è un forte ostacolo alla possibilità 
di innescare il processo di collasso gravitazionale che solo 
permetterebbe la successiva formazione di una struttura.
Per questo motivo, cioè per la loro velocità, i neutrini fanno parte di 
quella categoria di possibile materia oscura definita calda, dove si usa 
il concetto di temperatura solo per comprendere l'entità delle masse 
delle particelle in gioco: piccola massa, grande velocità, materia calda 
e, viceversa, grande massa, piccola velocità, materia oscura fredda.."

 emissione .
Capito, grazie mille!

 meno della materia oscura.
Mi sembra che l'approccio standard nello studio delle dinamiche
intergalattiche non richieda la RG... che tu sappia le teorie f(R) spiegano
anche le curve rotazionali galattiche come "effetti di curvatura"?
Inoltre, ci sono motivazioni teoriche fondamentali (intendo non cosmologiche
o astrofisiche) che giustificano (oppure ostacolano) la f(R)?
A parte la dark matter e dark energy, ci si perde (guadagna) qualcosa nel
passaggio da R a f(R)?
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Inviato via 
http://arianna.libero.it/usenet/

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tutti i testi di astronomia danno per pacifica la presenza
di materia oscura  nella misura di 4-5 volte quella visibile
p 


Ciao, non sono un esperto di f(R), ma alcuni miei colleghi lo sono.
Per quanto riguarda le osservazioni su vasta scala vi sono diversi
approcci completamente equivalenti tra cui quello f(R). Ho visto un
seminario di Odintsov l'anno scorso dove ci ha dimostrato tutte queste
equivalenze. Il problema delle teorie f(R), mi pare di avere capito,
e' che in generale si comportano male nel limite newtoniano....
Ciao, Valter

pm ha scritto:
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Se ti riferisci alla materia oscura in forma barionica, che ce ne sia una
certa quantità è praticamente sicuro, visto che sappiamo che esistono
diversi modi in cui la materia visibile può raccogliersi in modo da
risultare praticamente invisibile (nane nere e rosse, buchi neri di
piccola taglia, gas freddo intergalattico, etc.).
La materia oscura non-barionica è invece, ad oggi, ancora una
supposizione, e il fatto che attualmente goda del favore di una
maggioranza di specialisti (favore peraltro in diminuzione) non ne
modifica la natura prettamente speculativa.
Personalmente credo che se ne prossimi dieci anni i numerosi tentativi
sperimentali in corso per rivelarne la natura faranno fiasco, ci sarà un
bel sommovimento nella fisica delle particelle e nella cosmologia teorica.
 
In quanto ai testi che trattano di Astronomia/Cosmologia prova ad andare a
vedere quante cose sono state state date per pacifiche negli ultimi
novant'anni e come sono finite di lì a poco. A esempio, la magioranza dei
cosmologi "oscurantisti" credeva fermamente, ancora nel 1998, che il
costituente dominante dell'Universo fosse la "Cold Dark Matter", ma poi,
in seguito alle osservazione delle supernovae Ia ad alto z (osservazioni
peraltro da prendere con le molle), con un rapido "facite ammuina" l'ha
derubricata al secondo posto con un "misero" 23%, introducendo come
protagonista un altro misterioso ingrediente: "l'energia oscura".


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Ciao, se posso aggiungere,  nelle teorie f(R) ci sono problemi a
monte. Di solito si cambia l'azione, riscalando tutto con la
cosiddetta "lunghezza universale". Il problema e' proprio determinare
cosa sia questa lunghezza universale, non essendo una lunghezza nel
senso convenzionale del termine. Comunque alla fine ti vengono delle
equazioni di einstein del quart'ordine. Imponendo asintoticamente
minkowski ti levi un parametro, ma te ne rimangono tre. In sostanza il
problema e' determinare se c'e' qualcosa d'altro, oltre la massa, che
influisce sulla gravita' per un campo puntiforme. Per rispondere a
popinga, il vantaggio pratico di passare da R a f(R) sarebbe di
inglobare costante d'accoppiamento ed energia del vuoto in un unico
termine (su questo pero' non sono sicuro), oltre a levarci dalle
scatole la  materia oscura. (Nel corso di LQG faremo una decina di ore
proprio sulle teorie f(R))

 di materia oscura  nella misura di 4-5 volte quella visibile
Vorresti per favore spiegare che cosa intendi con "testi di
astronomia"?
Perche' sicuramente intendiamo cose diverse...
-- 
Elio Fabri

passaggio da R a f(R)?
Il punto delicato è la compatibilità delle f(R) con i test della
relatività generale, e su questo non c'e' ancora una risposta
definitiva: ad esempio in alcuni approcci vengono fuori parametri PPN
sballati, in netta contraddizione, ad esempio, con i test del sistema
solare. Mettiamola così: puo' essere un azzardo estendere la
relatività generale su scala galattica e scala cosmomogica (dove,
appunto, ci sono i ben noti problemi), ma allo stesso tempo non è
banale verificare che le f(R), che sembrano efficaci su scala
galattica e scala cosmomogica, lo siano altrettanto sulla scala del
sistema solare o simile. La domanda a questo punto è: esiste, fra
quelle che conosciamo, una teoria della gravitazione che vada bene su
tutte le scale?
Matteo

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per es quelli di repubblica e le garzantine
che contengono articoli estratti da convegni 

 equazioni di einstein del quart'ordine.
In generale non e' detto che vengano equazioni del quarto ordine: se
usi il formalismo di Palatini (variando
l'azione indipendentemente rispetto alla metrica e alla connessione),
le equazioni sono del second'ordine.
Comunque, concordo con te che quello che manca è una lunghezza
universale, detto altrimenti una
scala in cui i termini non lineari in R diventano efficaci.
Matteo


ciao, rigurado al sistema solare gli unici dati "strani" sono quelli
riguardanti le accelerazioni delle sonde Pioneer nei pressi di
Saturno. La cosa strana è che la stessa anomalia è stata rivelata per
entrambe le sonde alla stessa distanza dal sole (viaggiavano in verso
opposto). Secondo Smolin il problema che hai posto non sussisterebbe,
in quanto queste accelerazioni sarebbero della stessa scala di quelle
galattiche e delle altre non in linea con le previsioni della RG, ma è
un problema aperto

 le equazioni sono del second'ordine.
ciao, nel vuoto non ci sono problemi, ma se ho una lagrangiana di
materia i vari formalismi non sono equivalenti...io alla fine devo
scegliere fra la metrica e la connessione e solo i dati sperimentali
possono dirmi quale è quella giusta (correggimi se sbaglio, perchè ste
cose le sto studiando adesso)

 un problema aperto
Forse non mi sono spiegato bene: intendevo dire che le f(R) possono
risultare
esse stesse incosistenti con test noti della gravitazione: ad esempio,
nell'approccio metrico,
viene fuori che il limite post-newtoniano da' un parametro PPN
\gamma=1/2, mentre
deve valere ragionevolmente 1 (con la precisione di una parte su 10^4,
se non ricordo male), cosě come
previsto dalla RG.
Piů in generale, pare anche che a livello cosmologico le f(R)
accettabili differiscono praticamente di un nonnulla
dal modello LCDM, quindi ci si chiede se siano un'(in)utile
complicazione...
Sono d'accordo con te, i vari formalismi non sono equivalenti in
generale in presenza di materia, della
quale infatti bisogna specificare l'accoppiamento alla metrica e,
eventualmente, alla connessione; piu' correttamente
si dovrebbe parlare di teorie diverse.
Matteo

Scusate, una cosa che mi sono sempre chiesto... premetto che sono
assolutamente ignorante di RG, MQ e fisica teorica: l'energia oscura č
"energia libera"? i.e.: esiste un sistema termodinamico in cui puň
essere utilizzata in qualche modo senza violare il secondo principio?
Se sě, allora potremmo convertirla in altre energie a seconda dei
nostri bisogni, ma in quali forme di energia finale arriverebbe?
Energia termica? Energia elettromagnetica? Tornerebbe a essere energia
oscura? Diventa massa di qualche particella "di scarto"?
L'utilizzo di questa energia oscura causerebbe uno squilibrio nella
struttura che regge l'universo e lo spazio-tempo?


Chiedi cose a cui nessuno e' in grado di rispondere. Innanzitutto
l'esistenza dell'energia oscura non e' affatto data per acquisita, ma
la devi vedere come una delle componenti di un ipotetico scenario
descritto da solo alcuni fra i modelli cosmologici su cui si sta
lavorando. Come vedi ci sono un sacco di se. Gente che se ne occupa a
tempo pieno e' anche piu' pessimista.

 essere utilizzata in qualche modo senza violare il secondo principio?
La risposta secca e' no, ma la spiegazione e' complessa...
Per capirne qualcosa bisognerebbe avere un'idea di come sono fatte le
eq. di Einstein, almeno per quanto riguarda il secondo membro, ovvero
il tensore energia-impulso.
Nelle condizioni usuali dei modelli cosmologici, in questo membro
figurano due grandezza caratteristiche del "fluido" che riempie
l'universo: la densita' rho e la pressione p.
A seconda del tipo di fluido, tra queste due grandezze c'e' una
relazione o un'altra.
I casi "comuni" sono due:
a) La materia cosiddetta "fredda": in questo caso la pressione e'
trascurabile.
b) la materia "calda" o "ultrarelativistica" (es. la radiazione e.m.):
in questo caso p = rho/3.
La "materia oscura" e' fredda, e si chiama oscura operche' non emette
luce, non e' visibile, e non si sa quindi di che razza di particelle
sia costituita.
Ma questa era solo una divagazione.
La cosiddetta "energia oscura" invece e' una bestia assai strana, con
p = -rho (quindi pressione negativa..), che non corrisponde a niente
di conosciuto.
Di conseguenza e' impossibile applicarci qualsiasi parte nota della
fisica, come i principi della termodinamica
Se poi vuoi il mio parere, ti diro' che quel termine "energia oscura"
e' solo un'espressione della fantasia di qualche cosmologo (non so chi
l'abbia inventato) ma e' tutto da vedere che cosa ne sara' tra 10 o 20
anni...
 
-- 
Elio Fabri

 anni...
un po' di tempo fa ho chiesto a un cosmologo il perche' dei termini
"energia" e "materia" oscura, visto che in pratica non sappiamo nulla
riguardo esse. Mi ha detto che la materia oscura e' cosi' chiamata
perche' pare sia
"clusterizzabile",mentre non e' cosi' per l'energia.

 anni...
Perche' sei cosi' diffidente? I dati sperimentali sul parametro w
che lega la pressione p e la densita' di energia rho,
in effetti sembrano in buon accordo con w=-1
p=w rho.
Ciao.

transumante ha scritto:
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Così "clusterizzabile" che le simulazioni al calcolatore, basate sul
modello di concordanza, prevedono una "miriade" di oggetti collassati (sul
range di masse che va da 10^5 a 10^7 MO) composti esclusivamente di
"materia oscura". Di tali "galassie oscure" ce ne dovrebbero essere
qualcosa come 6-8000 soltanto nel Gruppo Locale ed è inutile dire che gli
astronomi, nonostante gli sforzi profusi negli ultimi anni, non ne hanno
rivelata neppure una. 
E' una cosa di cui si parla poco perché in giro c'è una forte tendenza
conformistica, non solo in cosmologia per la verità, ad appiattirsi
"democraticamente" sulle posizioni di maggioranza (relativa).
Eppure tale predizione non verificata è forse il più chiaro dei numerosi
elementi a riprova del fatto che il modello standard della cosmologia
contempopranea fa acqua da tutte le parti.


Chiedo ancora scusa per la mia ignoranza in materia...
ho letto qualcosa su wikipedia, a proposito di questa pressione
negativa... ma avanzando un dubbio un po' stupido... (se poi per
essere chiarito torniamo ad avere bisogno di quelle leggi che non
conosco pazienza, ma altrimenti mi chiedevo se si può capire in
termini dei soliti principi base della termodinamica):
Se la materia oscura è "fredda", e fa una "pressione negativa", non
potrebbe essere vista esattamente come il corpo freddo o la "metà
fredda" del cilindro dove c'è un pistone che divide la metà fredda e
quella calda?
Se fa una pressione negativa praticamente obbliga il sistema esterno a
fare lavoro su di essa e quindi "ruba" energia, ma per essere
utilizzata basta che ci sia un transito di energia da un sistema a un
altro. Nel nostro sistema, quello caldo, in cui ormai si è raggiunto
l'equilibrio termico, l'energia non è più utilizzabile... ma se ci
mettiamo a contatto con un corpo freddo l'energia è utilizzabile.
Infatti il concetto di pressione positiva o negativa dipende dal
riferimento o dal lato del pistone in cui stiamo...
Dal punto di vista del lato freddo, il lato caldo sta facendo
pressione su di essa e quindi lo sta spingendo. Dal punto di vista del
lato freddo invece il sistema si vede "tirato" o "allungato" dal lato
freddo, cioè sente una pressione negativa appunto...
In questo modo avremmo un modo di usare l'energia contenuta in sistemi
"morti" una volta raggiunta l'equilibrio...
Se poi esiste l'energia negativa, il principio di conservazione
riguarderebbe il totale algebrico: cioè possiamo anche aumentare la
quantità di energia positiva dell'universo, purché venga bilanciata da
una quantità adeguata di energia negativa?
Oppure i principi della termodinamica (opportunamente estesi)
indicherebbero che l'energia positiva non può aumentare, e quindi
l'energia totale dell'universo può solo procedere verso quell'unico
valore di totale netto (e speriamo non sia zero...)?

 quella calda?
Oltre che pasticcere mi sembra che sei anche pasticcione :-)
Io ho scritto che la materia fredda (anche quella oscura) ha pressione
trascurabile.
La pressione negativa appartiene alla *energia* oscura.
Poi ho anche scritto che a mio parere a questa "robaccia" non si puo'
applicare la termodinamica. O almeno, io non oserei farlo.
Magari c'e' chi lo fa, ma io non gli darei un eurocent ;-)
 
-- 
Elio Fabri

argo ha scritto:
 > Perche' sei cosi' diffidente? I dati sperimentali sul parametro w
 > che lega la pressione p e la densita' di energia rho,
 > in effetti sembrano in buon accordo con w=-1
 > p=w rho.
Certo...
E tu credi che le tavole rudolfine, basate sul modello tolemaico,
facessero previsioni peggiori di quelle copernicane?
Niente affatto: questo e' stato dimostrato facendo confronti accurati.
La mia previsione (una volta tanto ottimistica) e' che tra 10 o al
piu' 20 anni si capira' quanto fosse sbagliata la strada in cui si e'
infilata la cosmologia.
E non solo quella, ma di cio' parliamo un'altra volta ;-)
-- 
Elio Fabri

 facessero previsioni peggiori di quelle copernicane?
Giusto per pignoleria: le tavole rudolfine erano basate sul modello 
kepleriano, e facevano previsioni decisamente migliori sia delle 
Pruteniche (Copernicane) che delle alfonsine (tolemaiche).
(Comunque questo non inficia il punto che fai e con cui, da semiprofano, 
tendo ad essere d'accordo).

 infilata la cosmologia.
Concordo in pieno.


 Magari c'e' chi lo fa, ma io non gli darei un eurocent ;-)
Come approccio formale la termodinamica è applicabile, in maniera
coerente, anche a un "fluido" a pressione negativa quale dovrebbe essere
l'energia oscura; tuttavia il significato fisico (penso che fosse questo
il bersaglio della tua critica) di una tale operazione appare, a essre
buoni, assolutamente esotico. Infatti espandendosi adiabaticamente il
"fluido", compirebbe "lavoro negativo", incrementando la propria energia
interna, invece di diminuirla come succede per i gas reali.
La "cosmologia oscura" prevede in effetti che ciò stia già accadendo e
debba continuare ad accadere in futuro all'Universo, il cui fattore di
scala dell'espansione, per effetto del meccanismo di reazione positiva
sopra accennato, è destinato a crescere esponenzialmente.


 E non solo quella, ma di cio' parliamo un'altra volta ;-)
Bene, sono curioso di sapere a quali campi ti riferisci, soprattutto
se pensi anche
alla teoria di campo quantistica e alla fisica delle particelle.
Magari se hai voglia e tempo apri un 3D su questo, mi interessa molto
sapere l'opinione (soprattutto se controcorrente) da chi ha visto
crescere
molta della fisica degli ultimi 50 anni.
Ciao.

 wrote:


 Pruteniche (Copernicane) che delle alfonsine (tolemaiche).
Eh gia'... Lapsus.
Hai fatto benissimo a correggermi e ti ringrazio.
Qualcuno avrebbe potuto credermi ex-auctoritate (e speriamo che col
latino me la cavo :-) )
A dire il vero, che qualcosa non quadrava me n'ero accorto dopo aver
inviato il post.
Mi ero detto: "Ma quel Rodolfo non era Rodolfo II d'Absburgo,
protettore di Keplero?"
 
-- 
Elio Fabri

argo ha scritto:
 > Bene, sono curioso di sapere a quali campi ti riferisci, soprattutto
 > se pensi anche alla teoria di campo quantistica e alla fisica delle
 > particelle.
Beh, era piuttosto evidente :)
 > Magari se hai voglia e tempo apri un 3D su questo, mi interessa molto
 > sapere l'opinione (soprattutto se controcorrente) da chi ha visto
 > crescere molta della fisica degli ultimi 50 anni.
Con calma... Ma prima ho in mente di proporre una domanda ;-)
-- 
Elio Fabri

 appare, a essre buoni, assolutamente esotico.
No, a dire il vero il mio dubbio e' piu' fondamentale.
Non capisco come si possa pensare di applicare la termodinamica a
qualcosa di cui non si sa niente.
La termodinamica ha senso per sistemi per i quali si possa parlare di
equilibrio statistico. In che senso l'energia oscura potrebbe rientrare
in questa categoria?
Certamente non mi basta la relazione p-rho...
 
-- 
Elio Fabri