Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: La Relatività Ristretta è compatibile con il redshift cosmologico?

La Relatività Ristretta è compatibile con il redshift cosmologico?
 
Quando un redshift è molto elevato viene considerato come cosmologico e 
e cioè dovuto all’espansione dello spazio, e viene usato per ricavare la 
distanza degli oggetti celesti lontani. Dalla quale dipende anche la 
loro luminosità apparente, che quindi costituisce un altro indicatore 
della distanza.
 
Per agevolare la comprensione del presente post, a titolo di esempio uso 
i dati relativi ad un ipotetico oggetto celeste con un elevato redshift, 
che ho ricavato da un articolo in rete, e cioè:
 
Distanza iniziale (alla partenza dei fotoni) = 5,46 miliardi di anni luce;
Distanza attuale (all’arrivo dei fotoni) = 8,68 miliardi di anni luce;
z (redshift cosmologico) = 0,59.
 
La formula per calcolare la luminosità apparente degli oggetti celesti 
con alto redshift, è la seguente:
 
l = L / (4 x 3,14 x D**2 x (1 + z)**2)
 
Dove:
l sta per luminosità apparente;
L sta per luminosità assoluta;
D sta per distanza attuale;
z sta per redshift cosmologico.
 
Da un’altro articolo in rete risulta che per un oggetto celeste con 
questo redshift (una supernova di tipo Ia), la luminosità apparente 
osservata è di circa il 25% minore rispetto a quella attesa, e cioè a 
quella risultante dall’applicazione della formula sopra esposta.
Il che significa che la distanza attuale dell’oggetto celeste, è 
maggiore di quella compatibile con la luminosità apparente attesa, che 
in pratica dipende dal redshift cosmologico.
 
Per far comprendere più facilmente di cosa si tratta, espongo qui di 
seguito la formula ed il relativo calcolo, per trovare la distanza 
attuale conoscendo quella iniziale ed il redshift cosmologico. Perché è 
molto più semplice, logica e chiara, rispetto a quella della luminosità 
apparente.
 
Dist. attuale attesa = Dist. iniz. x (1 + z) = 5,46 x (1 + 0,59) = 8,68
 
Che in pratica significa che moltiplicando la distanza dell’oggetto 
celeste alla partenza dei fotoni, per l’espansione dello spazio avvenuta 
durante il loro viaggio, si ottiene la distanza all’arrivo dei fotoni.
Il risultato corrisponde al valore che ho trovato in rete e che ho 
esposto sopra, relativo alla distanza attuale dell’ipotetico oggetto. 
Quindi si tratta di un calcolo corretto.
 
Però dalle osservazioni risulta che la distanza attuale osservata 
(naturalmente ciò che viene osservato è la luminosità apparente, che 
costituisce un indicatore della distanza) è superiore a quella attesa e 
cioè a 8,68 miliardi di anni luce.
Ma se la distanza attuale osservata è maggiore di quella attesa, 
significa che anche l'espansione dello spazio è stata maggiore di quella 
risultante utilizzando il fattore (1 + z), in quanto la distanza attuale 
osservata dipende proprio dall’espansione dello spazio avvenuta durante 
il viaggio dei fotoni.
Ma se il fattore (1 + z) indicasse veramente l’espansione dello spazio, 
anche il redshift dei fotoni, e quindi il fattore (1 + z) stesso, 
sarebbe stato maggiore di quello considerato, perché la maggiore 
espansione dello spazio si sarebbe riflessa anche sul redshift dei 
fotoni e, quindi, sul fattore (1 + z).
E quindi la distanza attuale attesa sarebbe risultata maggiore.
Ma dato che il fattore (1 + z) è quello osservato e non può aumentare, 
neanche la distanza attuale attesa può aumentare.
Per cui se la distanza attuale osservata risulta maggiore di quella 
attesa, può solo significare che il fattore (1 + z) non indica 
l’espansione dello spazio avvenuta durante il viaggio dei fotoni.
 
Però affinché la Relatività Ristretta (RR) possa essere considerata 
compatibile col redshift cosmologico, questo deve indicare l’espansione 
dello spazio avvenuta durante il viaggio dei fotoni.
Perché?
 
In base alla RR ogni Sistema di Riferimento (SR) vede ogni altro SR in 
moto rispetto a se stesso.
Per cui per calcolare la loro velocità di allontanamento in base al 
redshift, viene applicata la formula dell’effetto doppler che prevede la 
sorgente in moto e l’osservatore fermo e cioè:
 
velocità sorgente =z × c
 
Però questa formula presenta un grosso problema, perché dalle 
osservazioni risulta che i fotoni provenienti dagli oggetti celesti 
molto lontani, hanno dei redshift con valori ben superiori a 1.
Il che significherebbe che la loro velocità di allontanamento sarebbe 
ben superiore a quella della luce, cosa che per la RR è impossibile. Per 
cui questa formula può essere applicata solo per valori di redshift 
molto piccoli, quindi non per i redshift cosmologici.
Pertanto la RR non è compatibile con un redshift cosmologico dovuto alla 
velocità di allontanamento della sorgente dalla Terra.
Ma è compatibile con un redshift cosmologico dovuto direttamente 
all’espansione dello spazio, come viene considerato nella formula sopra 
esposta.
Ma così risulta che la luminosità apparente osservata è inferiore a 
quella attesa!
Il che significa che in base alle osservazioni il redshift cosmologico 
non può indicare l’espansione dello spazio e, quindi, non può essere 
considerato compatibile con la RR.
 
Ma allora, almeno finché non si sarà trovata una giustificazione del 
redshift cosmologico compatibile con la RR e con le osservazioni, si può 
affermare che la RR sia compatibile con il redshift cosmologico?
 
P.S.
Per chi fosse interessato, preciso che per le mie ipotesi basate sulla 
teoria sul moto relativo allo spazio in espansione, il redshift è dovuto 
alla velocità del SR ricevente rispetto a quello emittente e non supera 
mai la velocità della luce qualunque sia il suo valore, in quanto per 
calcolarla si usa la formula:
velocità ricevente = c �€" (c : (1 + z))

On 10/21/2019 14:58, Dino Bruniera wrote:
 
Una osservazione di metodo: quando citi un articolo in rete, metti il 
link, in modo che chi legge possa capire di che cosa parli.
 
-- 
 
Franco
 
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)

 
In verità non ho messo i riferimenti e i relativi link, per non 
allungare troppo il post, dato che è già troppo lungo.
 
Comunque provvedo subito.
 
1. I dati relativi all'ipotetico oggetto si possono trovare all'interno 
del seguente articolo:
Vincenzo Zappalà �€" C’è distanza e distanza - pubblicato in “
astronomia.com
”.
il cui link è:
https://www.astronomia.com/2011/08/18/c%E2%80%99e-distanza-e-distanza%E2%80%A6/
 
 
2. La formula per trovare la luminosità apparente si può trovare 
all'interno del seguente articolo:
Annibale D'Ercole �€" L’accelerazione dell’Universo.
il cui link e:
http://www.bo.astro.it/sait/spigolature/spigo200avanzato.html
 
 
3. I dati relativi alla luminosità osservata si possono trovare 
all'interno della seguente tesi di laurea:
Matteo Billi - Vincoli cosmologici da supernovae ad alto redshift �€" 
Sommario �€" pagina V.
il cui link è:
https://amslaurea.unibo.it/9551/1/billi_matteo_tesi.pdf
 

 velocità ricevente = c �" (c : (1 + z))
 
Vorrei solo precisare che al posto del simbolo col ? va messa una - , 
per cui la formula corretta è:
velocità ricevente = c - (c : (1 + z))