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Titolo: Universo di Schwarzchild (2)

 fantasiosa?
No, semmai pittoresca... :)
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Immortalis
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ICQ: 11886482
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 massa gravitazionale. Purtroppo i raggi vanno dritti.
1- Infatti non possiamo comunicare con l'esterno, prova a mandare una sonda
al di là dell'universo.
2- Non ricordo chi perchè l'ho letto un 5-6 anni fà (se ci tieni vado a
cercare il libro e ti dico l'autore), ma è stato dimostrato che un buco nero
che avesse le dimensioni del nostro universo sarebbe perfettamente vivibile
e avrebbe una curvatura tale, ed una forza di gravità distribuita, in modo
che un osservatore interno non se ne renderebbe conto.
RedBoy.
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 No, semmai pittoresca... :)
L'idea di un universo dentro un buco nero (BN) non e' affatto cosi'
fantasiosa, ne' tantomeno "pittoresca" o persino folle come potrebbe 
sembrare a prima vista... Infatti, in fisica, bisogna tenere conto
primariamente dei fatti, buttando nella pattumiera ogni pregiudizio.
La RG ha dimostrato che il raggio di Scharzschild (R* = 2 M G/c^2) 
comporta che neppure la luce puo' sfuggire dal suo limite. Il
campo gravitazionale, appena al di fuori di tale R*, e' infatti
cosi' intenso da risucchiare ogni malcapitato nelle vicinanze.
Da cio' si e' sviluppata tutta l'attuale teoria dei buchi neri.
Ora, i dati sperimentali di M e di R del nostro universo sono
proprio tali che R = R* di Schwarzschild. Una coincidenza?
Se il ns. pregiudizio metafisico e' orientato verso un unico 
e solo universo, potremmo chiudere rozzamente la questione
(alla maniera di Alessandro quando per sciogliere il nodo
gordiano ...semplicemente lo taglio' con la spada!), decidendo 
che di quello che succede _fuori_ dal ns. R* di Schwarzschild
non ce ne frega proprio niente, in quanto _noi_ abbiamo deciso che,
appunto, _fuori_ dal ns. universo non c'e' che il nulla e cioe'
che, per definizione, il ns. universo e' l'universo-Tutto.
Ma cosi', scusatemi tanto, aggiungiamo la tautologia al pregiudizio:
"definisco il mio universo come il tutto, _pertanto_ fuori di
esso non esiste niente, e' inutile parlarne, chiudo il discorso".
Non mi sembra molto logico. Percio' la mia posizione metafisica
e' diversa: io non escludo a priori la possibilita' di esistenza di
un Cosmo piu' grande fuori dal nostro. Il fatto che noi non lo vediamo
e che (forse, salvo tunneling iperspaziali) non potremo mai vederlo
_non_ implica affatto, come conseguenza logica, che non esista
(lo struzzo non puo' dedurre l'inesistenza del deserto solo 
perche' se ne sta con la testa ficcata dentro la sabbia).
Non posso neppure sapere, fra l'altro, se il numero di dimensioni
e le stesse costanti fisiche di tale Cosmo siano esattamente
identiche alle nostre. Tuttavia, nell'ipotesi-speranza che almeno 
il rapporto  G/c^2 resti costante, un osservatore "extra-cosmestre" 
ci vedrebbe come un oggetto rotante dentro un raggio critico R* 
di Schwarzchild, vale a dire, per definizione, un buco nero (BN).
Da dove nasce il _pregiudizio_ che dentro un BN non si potrebbe
vivere? Dall'idea (solo intuitiva) di un campo gravitazionale 
_interno_ cosi' intenso da distorcere lo spazio-tempo in modo che,
per esempio, le posate ci si piegherebbero o non potremmo neppure
trovare la forza di alzare un braccio! Tutte queste cose, pero',
sono vere appena al di fuori di R* (mettiamo pure che ci siano
gia' delle prove astronomiche indirette, dal comportamento di
oggetti vicini a presumibili buchi neri invisibili). Tuttavia
nessuno sa esattamente cosa succede _dentro_ R*, e ...non c'e' alcun modo
sperimentale per andare a verificare. Calcoli teorici portano
a _singolarita'_, ma gli infiniti matematici sono un assurdo dal punto di 
vista fisico: lo stesso Einstein si batte' contro tali pretese,
e doveva avere i suoi buoni motivi, certamente!
Forse mi sbagliero' di grosso, ma a me pare proprio che lo
stesso Albert E. ci abbia dato, senza volerlo, la soluzione
_geometrica_ del paradosso della fantomatica Singolarita'. 
Invece di avere tutta la materia collassata in un solo punto di 
dimensione nulla (cosa fisicamente impossibile!), abbiamo
una _ipersuperficie_ di raggio di curvatura R* in un continuo
a 4 dimensioni. Il ns. universo allora avrebbe una densita'
stazionaria ed uniforme, e sarebbe finito e chiuso (come 
una sfera rispetto allo spazio tridimensionale). Tutto
questo e' impossibile da visualizzare a 3D, pero' io mi
fido del vecchio Maestro quando ci dice che un raggio di
luce, in tale universo a curvatura positiva, se potesse
viaggiare senza ostacoli, alla fine circumnavigherebbe
il cielo per tornarci indietro ...dalla parte opposta!
Vorrei allora che qualcuno mi spiegasse cosa ci sarebbe di
incoerente fra questa visione einsteniana e il dato di fatto,
pure per la RG, che sul R* critico di Schwarzschild la
luce stessa potrebbe mantenere un percorso circolare
(analogia delle velocita' di fuga pari a c). Insomma, si
potrebbe anche pensare che, anche se non avesse significato 
fisico uno spazio _dentro_ R* (nel senso che sarebbe come una 
singolarita' matematica impossibile da esistere nel mondo reale) 
potremmo pero', al limite, abitare sullo stesso R*: la topologia
stessa comporta un universo tridimensionale (spazialmente)
che in realta' e' una _ipersuperficie_, se consideriamo anche
la quarta dimensione, il tempo. Quindi l'istintivo senso di
rigetto dell'idea di vita dentro ad un BN, potrebbe derivare
dalla ns. difficolta' di visualizzazione intuitiva della reale 
topologia spazio-temporale. Non c'e' nulla di strano, allora,
che un raggio di luce possa circumnavigare il ns. universo,
mentre localmente osserviamo uno spazio 'piatto', euclideo.
Non e' affatto detto, cioe', che _dentro_ il BN valga la
ns. geometria tridimensionale del campo gravitazionale,
per cui dovremmo venire schiacciati verso il centro 
precipitando in pochi attimi! Qualcuno e' mai andato dentro
un BN? Puo' provare che le cose invece stanno proprio cosi'
come ci direbbe ...l'intuitivo buonsenso, e cioe' che la potente
distorsione provocata dall'intenso campo _fuori_ di R* produca
gli stessi sconvolgenti effetti fisici anche _dentro_? Puo'
darne una dimostrazione sperimentale, oltre che teorica?
Se si', si faccia avanti.
Potrebbe invece darsi che tale 'distorsione interna invivibile'
sia valida solo per BN piu' piccoli e giovani, e che invece
non sia detto che le cose stiano proprio cosi' per quelli 
piu' vecchi ed in certo senso piu' evoluti...
A me pare che l'unico BN di cui possiamo sperimentare qualcosa
dall'interno, potrebbe essere proprio il nostro! Quindi mi 
sento piu' aderente ai principi dello sperimentalismo fisico:
e cioe', per tutti gli altri interni di BN avremmo solo delle
stupende astrazioni teorico-matematiche...
Supponiamo, invece, che il ns. universo appartenga ad una classe particolare
di BN, piu' anziani e cresciutelli, per cui esistano molteplici condizioni
che, concordemente, impediscono l'indefinito collasso, e che anzi,
al contrario, lo facciano espandere (man mano che ingoia altra 
materia dal "Cosmo-Madre"- permettetemi questa espressione).
Abbiamo, quindi, nell'ipotesi ragionevole (e libera alla Giordano
Bruno) del 'non-esiste-un-solo-universo', che il nostro stesso
universo ci dia l'effettiva prova _sperimentale_ richiesta che, almeno
sotto un insieme di condizioni, interne, iniziali ed al contorno,
un BN puo' davvero contenere un universo _vivibile_ dentro di se'.
Queste sono solo le modeste riflessioni personali da parte di
un semplice studente, con appena una cultura fisica di base,
che i calcoli coi tensori della RG non li sa proprio ancora fare.
Cio' non toglie pero' che ci possa essere del sensato e del vero
in quanto ho scritto, o almeno in parte. Sono cmq certo di non 
cadere nel ridicolo, avendo da poco appreso che di questa questione,
all'estero, si stanno occupando studiosi seri e rinomati, anche 
dei brillanti fisici teorici di punta! Al prossimo post, dove vi
daro' qualche referenza bibliografica (o su web), molto scientifica
e poco ...'pittoresca'. Quanto al grado di fantasia creativa. questo
e' sicuramente elevato: senza di essa la fisica mai evolverebbe,
come tutta la sua storia ben ci insegna.  ;-)
Bye (per il momento) Attilio.

 RedBoy.
Infatti e' cosi', da quel che ho appreso recentemente, e cioe' che
non sono affatto il solo ad aver avuto la 'stravagante' idea che
il ns. universo (U) possa stare dentro un buco nero (BN) e che, quindi, ogni BN 
dentro il ns. U, possa essere a sua volta candidato ad avere altri
U similari al suo interno... e via dicendo.  Infatti, provate a dare un'occhiata
nei newsgroups in lingua inglese (ad esempio col motore di 
ricerca di   
groups.google.com
  , utilizzando le parole chiave:
universe black hole schwarzschild / schwarzchild ...)
Vi troverete delle grosse sorprese: ...in Italia siamo 10 anni
indietro! I primi post che ho letto mi davano l'impressione
di un gran numero di personaggi bizzarri, piu' o meno come me,
e allora mi sono detto, dapprima: andiamo male! qui abbiamo
solo una gran numero di sostenitori di cose non molto ben
dimostrabili, come nel caso degli avvistatori degli UFO. Pero',
andando avanti nelle letture, mi sono reso conto che, all'estero,
della questione U=BN? si sono da svariati anni, e si stanno
occupando tuttora, svariati fisici teorici, anche di spicco.
... Non mi credete? ;-)
Eccovi tanto per cominciare alcune referenze scoperte l'altro ieri.
Appena scopriro' altro materiale scientifico (N.B.: parlo di
pubblicazioni _scientifiche_ non di ipotesi _pittoresche_)
Barrabès, C & Frolov, V P(1996) 'Creation of multiple de Sitter
universes inside a Schwarzschild black hole', 
Helv Phys Acta 69:253-256 (gr-qc/9607040)
Fukugita, Masataka(1998) 'A circumscribed universe', Nature 392:24-25
Della questione 'Possibile nascita di universi da buchi neri o bianchi',
si sono occupati nientemeno che questi, fra i maggiori fisici
teorici attuali (pare che il primo a ipotizzare la nascita di
universi-baby sia stato Hawking, fin dagli anni '80):
STEPHEN HAWKING, ALAN GUTH, MARTIN REES
ANDREI LINDE, RICHARD GOTT
http://www.canoe.ca/TimeCanada0004/10_time28.html
Ma ecco ora la piu' grossa sorpresa (almeno per me):
           LEE SMOLIN
Chi e' Smolin? Il grande Murray Gell-Mann (nobel per la fisica)
lo definisce cosi': "...Ah, si', quel ragazzo dalle idee  
pazze... Potrebbe anche non avere torto!".
		       Professor of Physics 
                       Ph.D., Harvard University, 1979 
 
(814)863-9594
 
 
smo...@phys.psu.edu
 
Il Prof. Lee Smolin e' un fisico teorico che si occupa 
principalmente di Gravita' Quantistica e di Cosmologia.
Attualmente insegna al Centro di Fisica e Geometria
Gravitazionale della Penn State University.
E' considerato uno dei maggiori esperti al mondo
negli studi d'avanguardia sulla Relativita' Generale,
assieme a Hawking, Penrose, e a pochi altri.
Egli ha recentemente pubblicato il libro: 
"Three Roads to Quantum Gravity"
dove espone il suo brillante punto di vista nell'ambito
delle ricerche teoriche sulla difficile strada di unificazione
di Relativita' Generale e Meccanica Quantistica.
Nell'articolo (in gr-qc/9404011) 
"The fate of black hole singularities and the parameters
of the standard models of particle physics and cosmology",
Smolin sostiene la possibilita' che altri universi 
possano esistere dentro ciascun BN presente nel nostro 
(come in un'infinita' di altri possibili universi). 
Ecco una sua considerazione molto interessante:
"...Si puo' ipotizzare che ciascun BN del nostro 
universo conduca alla creazione di un nuovo universo,
e che, corrispondentemente, il big-bang nel nostro
passato altro non sia che il risultato dell'implosione
per formazione di un BN in un altro universo!"
In "Black Holes and Baby Universes", cioe':
"BN quali universi-neonati" il prof. Lee Smolin
teorizza, con tanto di formule fisico-matematiche, che
quando un BN raggiunge, crescendo sempre, una certa dimensione,
crea un altro universo! (in un certo senso, cio' e'
analogo al pulcino che cresce dentro l'uovo, con la
differenza che qui il galletto restera' circoscritto
dentro il suo involucro). Prima che il BN si estingua
nella dimensione esterna (non essendoci piu' energia)
l'universo-baby, se e' fortunato, puo' arrivare allo
stadio evolutivo in cui egli stesso puo' produrre
una moltitudine di BN, e quindi di universi-baby al 
suo interno, prima di morire a sua volta...
In questo modo l'Eternita' della Vita e' assicurata 
da un'infinita serie di universi che nascono, 
crescono e muoiono, in altrettante infinite
dimensioni differenti.
Se davvero al centro di ogni galassia c'e' un BN,
allora tutte le galassie sarebbero come altrettante
_madri_ di tali universi-baby, simili a chioccie
che danno energia termica al loro bravo ovetto
(inutile dire che di un dio-Gallo fecondatore, nella
fattispecie, non ci sarebbe alcun bisogno).
Questa suggestiva teoria di Smolin viene chiamata
"Teoria dell'Evoluzione Cosmogenetica".
Nel 1997 il professor L.S. ha pubblicato il libro: 
La Vita dei Cosmi (The Life of the Cosmos, Oxford Press).
Per ulteriori info sul prof. Lee Smolin, vedasi:
http://www.pbs.org/wnet/hawking/mysteries/html/smolin-1.html
http://www.edge.org/3rd_culture/bios/smolin.html
http://charlotte.phys.psu.edu/faculty/SmolinL/
http://www.oup-usa.org/publicity/019510837X_author.html
http://www.oup-usa.org/publicity/pr_019510837X.html
A qualcuno forse puo' interessare il serio articolo di P.Gibbs
sulla possibilita' del big-bang come di un _buco bianco_
(compatibile coi modelli cosmologici relativistici standard 
di Friedmann & altri). Ma se ha ragione Hawking, un BN
e' anche allo stesso tempo un buco bianco (BB)... Sul raggio
R*, all'equilibrio termodinamico, la freccia del tempo
puo' essere vista in entrambe le direzioni. Quindi,
paradossalmente, il nostro universo potrebbe essere un
buco nero e bianco insieme, a seconda del punto di vista
(mi pare di capire che cio' possa dipendere dal fatto 
se lo si guarda, rispettivamente, dall'esterno o dallo
interno di R*).
http://math.ucr.edu/home/baez/physics/universe.html
Altre cosette si possono leggere qui: 
http://www.canoe.ca/TimeCanada0004/10_time28.html
Siete ancora convinti che l'idea di universi come BN
(o se preferite, come -BB, oppure entrambe le cose) sia 
soltanto una sciocchezza inventata da principianti?
Bye, Attilio.

 
I miei dubbi sulla 'costante di Hubble' sono i seguenti:
a) La forte dispersione dei valori sperimentali, a seconda delle
metodologie usate dagli astronomi per 'tarare' la scala delle
distanze; qui si va (ancora oggi, nel 2001!) dai circa 12 ai 20
miliardi di anni, cioe' 16 +-4  ... Ben il 50% di errore complessivo
sulla misura! Bella, questa ...'incostante' di Hubble!
b) Altre possibili cause del red-shift z. Lo spostamento verso il
rosso potrebbe essere dovuto anche a:
    b1) intenso campo gravitazionale sulla superficie degli oggetti,
         come dice la RG
    b2) 'stanchezza della luce': interazione con polvere o materia
        oscura cosmica. Se la sua densita' e' circa costante, allora
        sistematicamente verrebbe una sopravvalutazione di z in modo
        altrettanto proporzionale alla distanza. Non vi pare?
c) Infine, il fatto che la stima della materia oscura sembri crescere
  anch'essa con la distanza. Localmente, il rapporto fra massa luminosa
  e massa oscura dovrebbe aggirarsi intorno a 1:3, per le galassie
  invece andrebbe a 1:5 e poi piu' lontano a 1:7, quindi verso 1:10
  addirittura, fra superammassi di galassie. Un calcolo elementare
  mostra che, poiche' la densita' va come R^3, una sovrastima delle
  distanze con la legge di Hubble (per l'aver attribuito tutto
il red-shift z al solo effetto Doppler!) di un fattore 1,5 
comporterebbe un volume maggiorato di circa 3,3 e quindi una
apparente massa oscura mancante iperstimata dello stesso fattore.
Intendo dire che, se l'eta' del ns. universo e' di soli 12 e non 
18 miliardi (come qualcuno sostiene) allora alle piu' grandi distanze
il rapporto massa luminosa /massa oscura varrebbe non 1:10 bensi'
1:3, esattamente come nelle distanze piu' piccole del gruppo locale.
Per tutti questi motivi, ho scarsa fiducia sul modo disinvolto con
cui spesso viene trattato lo z osservato (come solo Doppler), senza
invece tener debito conto di tutte le possibili con-cause.
Ciao
Attilio

 che un osservatore interno non se ne renderebbe conto.
Interessante... Mi puoi dare lumi in proposito per favore? non riesco a
immaginarmelo, sarò che penso che la gravità agisca radialmente verso il
centro della massa...
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