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Titolo: E se le masse variassero col tempo?

Salve, permettetemi di esporvi alcuni 'dubbi amletici' che mi 
sono venuti dopo una personale ricerca sul principio di Mach:
- Le masse delle particelle elementari sono costanti nel tempo?
- Non potrebbe darsi che siano, invece, solo i loro reciproci 
  rapporti a rimanere sempre costanti?
e del resto:
- Le masse 'elementari' si possono ottenere come multiple
  di quanti fondamentali? 
- Esiste una teoria quantistica che puo' "spiegare" perche' le 
  masse "di riposo" dell'elettrone e del protone, ad esempio, 
  hanno proprio quei valori e non altri?
- C'e' una spiegazione quantistica dei rapporti numerici fra 
  le masse delle varie particelle?
- Non potrebbe darsi che invece i valori delle masse siano in se'
  continui e proprio non discretizzabili in senso quantistico?
A me sembra che dalla RS risulti evidente che la massa inerziale
o m. gravitazionale (che e' la stessa cosa) possa variare con
continuità: infatti cambia con la velocità relativa ad un
osservatore, senza salti o soluzioni di continuita'.
Da qui la mia impressione che il valore della massa, ovvero la 
proprieta' d'inerzia di una data particella, sia essenzialmente 
una variabile continua, che non avrebbe cioe' proprio nulla di 
discreto in se' e per se'.
Una delle possibili implicazioni del principio di Mach
(=l'inerzia locale sarebbe determinata dalla distribuzione
cosmica delle masse, specialmente dalle piu' lontane)
e' che, se l'universo si sta espandendo, la variazione
del potenziale gravitazionale globale, potrebbe comportare
una graduale mutazione, col tempo, dell'inerzia di ogni
particella e quindi, ne deduco, dell'intera massa cosmica!
(dicono che anche G potrebbe variare, ma su questo punto non 
c'e' al momento alcuna evidenza sperimentale a favore).
 
Credo che la conservazione dell'energia non sarebbe violata, 
qualora si ammetta che la graduale variazione del potenziale 
gravitazionale, a livello cosmico, dia esattamente l'apparente 
massa 'in eccesso' e in continuo lentissimo accrescimento...
(vi prego di non confondere questo discorso con teorie come quella
dello stato stazionario o come quella inflazionaria, le quali
inventano 'ad hoc' delle modalita' di 'creazione spontanea' della
materia, da campi puramente ipotetici).
Come ricavato da D.W.Sciama gia' verso gli anni cinquanta,
attraverso il p. di Mach, detti R ed M il 'raggio' e la 
massa cosmici, varrebbe sempre la relazione:
          G M / R  ~  c^2 = costante
che, se accettiamo il discorso della 'massa mancante'
corrisponderebbe assai bene ai valori attualmente noti.
Ora, supponendo che G rimanga costante (o che decresca cosi' 
lentamente da poterla praticamente ritenere tale), ne
seguirebbe che, al crescere di R, anche M debba crescere
con la stessa rapidita' (o quasi). Sebbene questo possa
rendere felice la buon'anima di Fred Hoyle, permettetemi 
qui di osservare che la 'creazione' continua di materia
non e' l'unica spiegazione possibile. Io penso che M
potrebbe crescere perche' *tutte* le singole masse
crescerebbero in proporzione allo stesso modo (cioe' i
rapporti fra le masse resterebbero costanti nel tempo); 
questo perche' l'energia verrebbe presa dallo stesso campo
scalare che causa G e l'inerzia insieme, localmente. In
altre parole, il numero 2N di protoni ed elettroni (una
volta cessata una fase iniziale superdensa di elevata
interazione radiazione-materia) resterebbe costante:
non occorre allora che spuntino fuori ulteriori particelle,
ma basta ipotizzare che vadano aumentando gradualmente, in
proporzione, le masse rispettive di quelle gia' presenti.
Si noti che l'aumento progressivo della M dell'universo 
sarebbe una sorta di 'feedback cosmico' dovuto al principio 
di Mach, senza creazione o annichilimento di massa-energia
ne' dal nulla ne' tantomeno dal vuoto quantistico.
Se l'universo ad un certo punto cominciasse a contrarsi,
l'energia del suo campo gravitazionale diventerebbe piu'
negativa, a spese delle masse di tutte le particelle, che
in proporzione diminuirebbero a poco a poco, esattamente
al contrario della situazione attuale, per la stessa ragione.
Avrei da proporvi, a questo punto, una spiegazione alternativa
per il "red shift" cosmico... 
Inoltre, bisognerebbe chiarire se e come possa rimanere stabile 
l'atomo se le masse degli elettroni e del nucleo variassero 
lentamente.
Ma il discorso e' gia' lungo, quindi e' meglio rimandare alla 
prossima.
Cordiali saluti,
Attilio

   rapporti a rimanere sempre costanti?
Sicuramente le masse variano, anche se in lassi di tempo molto lunghi, vedi
l'usura e l'aumento di entropia. I rapporti possono rimanere costanti, ma
dipende da tutta una seria di fattori tipo la posizione e le forze subite,
per cui č molto difficile che tutte le masse di un corpo varino alla stessa
maniera contemporaneamente!
Alle altre domande non so risponderti.
Minelli374

 Minelli374
Penso di essere stato frainteso, infatti non mi riferivo al 
fatto ovvio che le masse di tutti i corpi cambino, ma proprio
alle masse delle particelle elementari (cosiddette 'a riposo'
rispetto ad un sistema di riferimento inerziale solidale),
quindi l'usura non c'entra affatto...
La possibilita' che le masse ad esempio del protone m(p) e dell'elettrone m(e)
cambino col tempo fu esaminata dapprima da Dirac (a proposito delle cosiddette
'coincidenze cosmologiche' evidenziate gia' da Eddington). Dirac
formulo' una teoria basata sui 'grandi numeri' , dell'ordine di
10^40 e 10^80 circa, pero' fra le varie possibilita' di 'giocare'
sulle cosiddette 'costanti' della fisica, lui scelse di far
decrescere lentamente quella di gravitazione G, mantenendo 
le costanti atomiche h,e come pure la velocita' della luce c (quindi la
costante di struttura fine). Inoltre Dirac riteneva che anche m(p) ed
m(e) dovessero rimanere costanti. Il modello fu poi elaborato da
Hoyle e Narlikar che revisionarono la teoria dello stato stazionario
che ammette la creazione continua di materia. Se accettiamo l'interpretazione
di Sciama del principio di Mach, la massa cosmica deve crescere come
R (diciamo il "raggio" anche se impropriamente) dell'universo. Quindi
secondo loro, sarebbe il numero dei protoni e di elettroni ad aumentare
progressivamente, per una sorta di creazione continua, di cui danno
un modello matematico, opinabile come tutti gli altri modelli cosmologici.
Eppure leggo dallo stesso Narlikar ("Introduction to Cosmology") che
ci sarebbe anche la possibilita' che le masse stesse di m(e) ed m(p)
crescano col tempo, e percio' dal mio punto di vista personale non
vedo perche' far aumentare il numero N di atomi dell'universo. Sempre
Narlikar scrive che un aumento della massa elettronica spiegherebbe
in parte il red shift cosmico. Infatti i fotoni emessi in passato
verrebbero da salti discreti di elettroni piu' "leggeri" quindi
con lunghezza d'onda tanto maggiore quanto piu' lontano osserviamo.
Questo potrebbe anche significare che l'interpretazione integrale del
red shift come effetto Doppler sarebbe un errore: se quanto detto
prima e' vero, allora la velocita' di recessione delle galassie piu'
lontane sarebbe sovrastimata, e la corrente 'evidenza sperimentale'
di un'accelerazione dell'espansione dell'universo andrebbe
riveduta e corretta, in modo da riportarci al modello piu' 
semplice fra quelli di Friedmann (quello di Einstein e de Sitter).
Cordiali saluti,
Attilio

Intervengo ancora, e prima che la mia precedente replica sia apparsa sul
newsgroup (sempre ammesso che appaia!) perche' ho appena terminato una
specifica ricerca con Google sui Gruppi e con chiave "massa del
fotone"... e mi sono accorto che l'argomento e' gia' stato affrontato
(in un thread iniziato il 1/12/2001) proprio nei termini in cui ne
discutevo qui con i miei amici, proprio su questo newsgroup, proprio da
Attilio, e con interventi di ben altro spessore che non il mio! Ne sono
piu' che contento.
Suggerirei a questo punto al povero (e paziente) moderatore di buttare
nel cestino entrambi questi miei mail, aggiungendo le mie scuse... e in
subordine, chiederei scusa a tutti per l'intrusione.
Ciao, Bruno.