Lo spazio si espande anche a casa nostra

[Vincenzo Zappalà]

Le sonde Pioneer 10 e 11 si stanno allontanando dal Sole e sono giunte a circa 20 unità astronomiche da noi. Tuttavia, lo studio del loro movimento ha mostrato una strana anomalia che ha fatto prospettare perfino una revisione della legge di gravità. Sergei Kopeikin, dell'Università del Missouri, dà una spiegazione molto più semplice e -forse- anche più ovvia....
leggi tutto... (http://www.astronomia.com/2012/10/13/lo-spazio-si-espande-anche-a-casa-nostra/)

[etruscastro]

Enzo... sono un pò in confusione..... ma allora anche lo Spazio (con la S maiuscola) nel nostro sistema solare si sta espandendo?
credevo che lo Spazio intergalattico non "risentisse" dell'espanzione, ma solo tra ammassi di galassie! :thinking:
chiedo lumi....

[Vincenzo Zappalà]

Enzo... sono un pò in confusione..... ma allora anche lo Spazio (con la S maiuscola) nel nostro sistema solare si sta espandendo?
credevo che lo Spazio intergalattico non "risentisse" dell'espanzione, ma solo tra ammassi di galassie! :thinking:
chiedo lumi....

piano, piano... tutto lo Spazio si espande. Lui non fa differenza tra stelle, galassie, pianeti, ecc. Pensa sempre al palloncino: si espande tutto, ma su piccole scale non te ne accorgi. Un giorno si espanderà anche la materia stessa e le particelle si staccheranno (se ci fosse un'accelerazione nell'espansione). Perchè dovrebbe espandersi solo tra gli ammassi? Diciamo che all'interno degli ammassi la gravità lotta disperatamente e riesce a essere più forte dell'espansione. E' come se sul palloncino le macchioline si avvicinassero tra loro per moto proprio mentre il tutto si gonfia. O, meglio ancora: tu cerchi di arrivare a riva con un mare agitato. Se sei forte ce la puoi fare, se no vieni trasportato dalla corrente...

Sui pioneer sono anch'io molto dubbioso. Teoricamente funziona, ma bisognerebbe calcolare gli effetti. E poi perchè non si nota sui Voyager? Non so... ambasciator non porta pena...

[Vincenzo Zappalà]

Enzo... sono un pò in confusione..... ma allora anche lo Spazio (con la S maiuscola) nel nostro sistema solare si sta espandendo?
credevo che lo Spazio intergalattico non "risentisse" dell'espanzione, ma solo tra ammassi di galassie! :thinking:
chiedo lumi....

aggiungo: se vai nel capitolo delle distanze sul libro, vedrai che per distanze piccole tutte le distanze sembrano diventare uguali. Per vedere le differenze devi allontanarti parecchio...

[etruscastro]

piano, piano... tutto lo Spazio si espande. Lui non fa differenza tra stelle, galassie, pianeti, ecc. Pensa sempre al palloncino: si espande tutto, ma su piccole scale non te ne accorgi. Un giorno si espanderà anche la materia stessa e le particelle si staccheranno (se ci fosse un'accelerazione nell'espansione). Perchè dovrebbe espandersi solo tra gli ammassi? Diciamo che all'interno degli ammassi la gravità lotta disperatamente e riesce a essere più forte dell'espansione. E' come se sul palloncino le macchioline si avvicinassero tra loro per moto proprio mentre il tutto si gonfia. O, meglio ancora: tu cerchi di arrivare a riva con un mare agitato. Se sei forte ce la puoi fare, se no vieni trasportato dalla corrente...

Sui pioneer sono anch'io molto dubbioso. Teoricamente funziona, ma bisognerebbe calcolare gli effetti. E poi perchè non si nota sui Voyager? Non so... ambasciator non porta pena...

hai perfettamente ragione... non ho pensato all'esempio del palloncino, ma erroneamente mi sono basato solo sulla costante di Hubble :hm:


E poi perchè non si nota sui Voyager?
eccellente riflessione... :confused:

[etruscastro]

aggiungo: se vai nel capitolo delle distanze sul libro, vedrai che per distanze piccole tutte le distanze sembrano diventare uguali. Per vedere le differenze devi allontanarti parecchio...

infatti.... :hm:

[davide1334]

anch'io avevo capito che all'interno delle galassie il fenomeno non si manifestava....:confused:
ma allora anche in scala minore,il fatto che la luna si allontana da noi di quattro cm all'anno mi pare(ho letto attribuita alle dinamiche derivanti dalle maree oceaniche),non potrebbe invece a questo punto essere attribuita al fenomeno espansivo?

[marcom73]

mi sta sfuggendo qualcosa o la presente discussione è da riallacciare con quell'altra " COSA RALLENTA I PIONEER ? " ??
non sono quindi i Pioneer a rallentare ( oltre il previsto.. ) ma è lo spazio che espandendosi sballa ciò che ci si attendeva ? ( V=s/T ) ??? :thinking:

[bertupg]

mi sta sfuggendo qualcosa o la presente discussione è da riallacciare con quell'altra " COSA RALLENTA I PIONEER ? " ??
non sono quindi i Pioneer a rallentare ( oltre il previsto.. ) ma è lo spazio che espandendosi sballa ciò che ci si attendeva ? ( V=s/T ) ??? :thinking:

Si, la notizia è la stessa.
Però mi sarebbe venuto da pensare che un'eventuale effetto dell'espansione a livello locale avrebbe dovuto essere quello di un'apparente accelerazione, non decelerazione... boh? :confused:

[AlexanderG]

Domanda: in circa due miliardi di anni, seguendo questa teoria, di quanto può essersi espansa la Terra?

[bertupg]

Domanda: in circa due miliardi di anni, seguendo questa teoria, di quanto può essersi espansa la Terra?

Se ho capito bene tutte le spiegazioni precedenti (comprese quelle in altre discussioni), la risposta è: nulla.
Le forze di coesione si oppongono tutte alla espansione materiale degli oggetti, che quindi non cambiano dimensione. Almeno per il momento, ma tra qualche miliardo di miliardo di anni se ne potrebbe riparlare, visto che l'espansione sembra accelerare.

[Vincenzo Zappalà]

Se ho capito bene tutte le spiegazioni precedenti (comprese quelle in altre discussioni), la risposta è: nulla.
Le forze di coesione si oppongono tutte alla espansione materiale degli oggetti, che quindi non cambiano dimensione. Almeno per il momento, ma tra qualche miliardo di miliardo di anni se ne potrebbe riparlare, visto che l'espansione sembra accelerare.

cerco di rispondere un po' a tutti... partendo da questa asserzione che è giusta (teoricamente).

il fatto che lespansione accelleri implica che ci voglia più tempo per percorrere un tragitto: questo lo sapevamo già bene dal cono di luce!

Considerate la figura che riposta, nel libro, i diversi tipi di distanza: se siamo molto vicini, esse sono tutte uguali. La differenza si nota allontanandoci. Tutto dipende dallo strumento che usiamo. Se misuriamo con il metro dobbiamo vedere cose distanti; se usiamo il millimetro possiamo anche avvicinarci; se usiamo il milionesimo di millimetro possiamo anche studiare i vicini di casa...

Consideriamo il libro: prima abbiamo costruito il teatro senza attori. Ed è il teatro che si espande (ricordate?). Poi abbiamo inserito gli attori, come se fossero incollati sopra il palcoscenico (palloncino?). Essi quindi seguono l'espansione senza muoversi se non per effetto dell'espansione. Essi si allontanano glu ini dagli altri e se si mandano segnali questi impiegheranno sempre più tempo per giungere a destinazione. Solo perchè è aumentato lo spazio, dato che la velocità è costante. Anche il pioneer è una macchiolina dell'Universo. Pensiamola ferma come gli altri astri. Anche lei si allontana da tutto seguendo l'espansione e quindi il tempo per contattarci aumenterà continuamente. Se io non lo sapessi, però, vedendo un continuo ritardo ed essendo convinto che la distanza sia rimasta immutata, concluderei che è dimunita la velocità della luce (v=s/t). Ci sarebbe soltanto una variazione continua della velocità, ossia un'accelerazione costante (come quella del redshift), se l'espansione NON accelerasse, ovviamente.

Tuttavia, il pioneer si muove di moto proprio cercando di allontanarsi da noi. Se non ci fosse espansione la sua velocità intrinesca darebbe luogo a una accelerazione nulla. Però la gravità del Sole lo frena e quindi la velocità decresce, imponendo un decelerazione costante. I due effetti: espansione e allontanamento proprio si sommano. Cosa capita? la decelerazione (VERA) continua a esistere. Ma a questa si deve aggiungere un ritardo (fittizio) dei segnali che tornano a noi( dovuto all'espansione). Questo fatto viene CONSIDERATO (erroneamente) come dovuto a un ulteriore deceleramento della navicella che semprerebbe insipegabile. Se considero l'espansione, allora posso attribuire il ritardo e quindi l'apparente decelerazione aggiuntiva dovuta a uno spazio che si alluna e che si somma a quello effettivamente percorso dalla navicella che si allontana per moto proprio.

Pensateci un po' sopra e vedrete chee è ovvio e anche più che logico.

L'unico problema è che NON sappiamo (per adesso) se l'espansione a distanza così piccole può in reatà essere trascurabile o no rispetto alla decelerazione dovuta alla gravità (una vera decelerazione questa!). L'espansione causa invece una decelerazione FITTIZIA, che solo il nostro atto di fede di considerare lo spazio costante ci fa considerare vera. Ecco perchè nel teso originale si parla di velocità che cambia... E un modo per far capire gli effetti e non la realtà dei fatti.

Spero di non avervi confusi di più.... doivrei scrivere un libro su questo!:biggrin::biggrin::biggrin:

[marcom73]

no anzi mi fa piacere di aver capito che avevo capito bene... :)
ora però ti ripropongo una provocazione:
se dovesse essere verificato e misurato quanto accade alla sonde PIONEER, già qui dietro l'angolo, mi viene il sospetto che anche tutte le misurazioni che facciamo nello spazio, anche e soprattutto quelle intergalattiche, siano da rivedere alla luce dei risultati ( specie nei lunghi viaggi spaziali del futuro ..) e non da ultimo, chi ci dice che l'espansione sia rettilinea e costante e non invece prevalente ed irregolare ( qualcuno da altre parti diceva che sembra infatti che altre sonde risulterebbero esenti da questa anomalia.. )...
se fosse tutto lo spazio DEFORMATO come accade per esempio dalle lenti gravitazionali, chi ci dice cosa realmente stiamo osservando attraverso per esempio il mio piccolo C8 ? http://www.gratisandgratis.com/emoticons/Espressivi/Emoticons%20%2853%29.gif

[Red Hanuman]

Rimango dell'idea che l'espansione dell'universo non sia responsabile del'apparente rallentamento delle sonde.
Se l'espansione dell'universo fosse così evidente in un volume così piccolo, non potrebbe essere ignorata nemmeno quando si considerano i corpi all'interno del sistema solare....:thinking:

[marcom73]

Se l'espansione dell'universo fosse così evidente in un volume così piccolo, non potrebbe essere ignorata nemmeno quando si considerano i corpi all'interno del sistema solare...

potrebbe essere che il sistema graviatazionale del sistema solare crei una " bolla " all'interno della quale l'espansione non coinvolga masse planetarie che continuano ad essere vincolate dalla più forte gravità, mentre masse più piccole e lontane dal Sole ( le sonde ) comincino invece a subire di meno la gravità del nostro astro e comincino a navigare in balia del fenomeno dell'espansione dell'universo ( quindi dello spazio/tempo ). il sistema solare fa SISTEMA ed in qualche modo bilancia al suo interno la dilatazione creando una specie di OASI: una singola foglia in balia delle onde balla di più rispetto ad un groviglio di rami e tronchi anche se tutti e due vengono portati via dalla corrente del fiume... ( Confucio ):)

[davide1334]

che ne dite?potrebbe essere?

http://www.media.inaf.it/2011/04/07/pioneer-mistero-risolto/

[givi]

che ne dite?potrebbe essere?

http://www.media.inaf.it/2011/04/07/pioneer-mistero-risolto/

Credo che la spinta frenante sia troppo piccola.
Concordo con Red, 20 ua in fondo non sono un gran che.

[Francesca Diodati]

Rimango dell'idea che l'espansione dell'universo non sia responsabile del'apparente rallentamento delle sonde.
Se l'espansione dell'universo fosse così evidente in un volume così piccolo, non potrebbe essere ignorata nemmeno quando si considerano i corpi all'interno del sistema solare....:thinking:

Infatti! Se fosse vero l'espansione sarebbe molto più potente di quanto non si pensi, contrastando la gravità e quindi evidente anche su piccola scala. Allora dovremmo notarla ovunque vicino a noi...

[Vincenzo Zappalà]

mamma mia che foga!!!! Uno non può nemmeno andare a cercare funghi che ti arrivano tutti questi messaggi...:biggrin:
Tra parentesi ne abbiamo trovato un paio di chili (porcini ovviamente).:whistling:

Veniamo a noi. Risponderò meglio domani... Ma come antipasto, ecco alcuni punti chiave:

1) io anche sono dubbioso sugli effetti: bisognerebbe fare il conto. Tuttavia la decelerazione va nel verso giusto, perchè è SOLO un'apparenza che deriva dall'ipotesi di partenza che lo spazio non vari e quindi deve variare la velocità. Le cose vanno a posto se si tiene conto di un'espansione (ossia di uno spazio in più da percorrere) e quindi di un tempo più lungo del previsto...

2) Un pianeta è legato al Sole da una forza ben maggiore. L'inerzia del pioneer (che già aveva una sua velocità di allontanamento) è poca cosa e basta poco per trascinarlo via. teniamo anche presente che la prossima missione Gaia che arriva ai milliarcsec deve fare correzioni relativistiche di vario genere.

Comunque, direi di aspettare i conti futuri... per vedere quali sono i numeri in gioco.

Ah... ha ragione chi ha detto che le forze di stato solido non hanno permesso alla Terra di espandersi (finora). mentre sbaglia chi dice che la Luna si allontana per questo effetto. La Luna si allontana per colpa della marea... Ci risentiamo domani....

[Red Hanuman]

mamma mia che foga!!!! Uno non può nemmeno andare a cercare funghi che ti arrivano tutti questi messaggi...:biggrin:
Tra parentesi ne abbiamo trovato un paio di chili (porcini ovviamente).:whistling:

Veniamo a noi. Risponderò meglio domani... Ma come antipasto, ecco alcuni punti chiave:

1) io anche sono dubbioso sugli effetti: bisognerebbe fare il conto. Tuttavia la decelerazione va nel verso giusto, perchè è SOLO un'apparenza che deriva dall'ipotesi di partenza che lo spazio non vari e quindi deve variare la velocità. Le cose vanno a posto se si tiene conto di un'espansione (ossia di uno spazio in più da percorrere) e quindi di un tempo più lungo del previsto...

2) Un pianeta è legato al Sole da una forza ben maggiore. L'inerzia del pioneer (che già aveva una sua velocità di allontanamento) è poca cosa e basta poco per trascinarlo via. teniamo anche presente che la prossima missione Gaia che arriva ai milliarcsec deve fare correzioni relativistiche di vario genere.

Comunque, direi di aspettare i conti futuri... per vedere quali sono i numeri in gioco.

Ah... ha ragione chi ha detto che le forze di stato solido non hanno permesso alla Terra di espandersi (finora). mentre sbaglia chi dice che la Luna si allontana per questo effetto. La Luna si allontana per colpa della marea... Ci risentiamo domani....
Caro Enzo, credo che se gli effetti dell'espansione fossero rilevabili sui pioneer, dovrebbero essere molto evidenti non solo all'interno del sistema solare, ma anche e soprattutto all'interno della nostra galassia. Talmente evidenti da non essere trascurabili.... ;)

[Vincenzo Zappalà]

Caro Enzo, credo che se gli effetti dell'espansione fossero rilevabili sui pioneer, dovrebbero essere molto evidenti non solo all'interno del sistema solare, ma anche e soprattutto all'interno della nostra galassia. Talmente evidenti da non essere trascurabili.... ;)

caro Red,
la nostra galassia è trascinata come tutto il resto dall'espansione dell'Universo. Lo spazio che la contiene si è sicuramente espanso, ma non possiamo vederlo nè misurarlo. Mettiamola così: il centro della galassia (il baricentro) sta seguendo la sua linea di Universo. Questa linea non è però perfetta perchè il baricentro subisce l'attrazione gravitazionale delle galassie dell'ammasso (moto proprio). Il baricentro dell'ammasso segue meglio la sua linea di Universo, ma anch'esso ha un moto proprio che l'attita verso il baricentro del super ammasso. Anche in questo caso gli effetti dell'espansione diventano trascurabili rispetto ai moti propri. Per misurarli dobbiamo andare molto lontani, dove la linea di Universo può essere considerata rettiliea e tutto il resto diventa trascurabile. OK?

Se misuriamo le variazioni di distanze tra le nostre stelle, tra le galasie vicine, leggeremo soltanto la componente dovuta alla gravità, ossia al moto proprio legata ad essa. L'errore che si commette nel misurarle è ben maggiore di qualsiasi piccola componente dovuta alla derivata dell'espansione differenziale (fammela chiamare così).

Lo stesso succede nei pianeti e negli asteroidi. Conosciamo il loro moto attraverso la legge di gravità e questa domina sull'espansione differenziale. Anzi, direi che l'espansione attuale non influenza in alcun modo l'attrazione gravitazionale (così come fanno le forze di stato solido in un oggetto mantenuto dalla gravità e dalla coesione della materia).

Ne consegue che diventa impossibile (perchè non verificabile) misurare l'espansione in ambito locale.

Che cosa potrebbe avere il Pioneer di diverso da tutto il resto? Esso è stato messo in movimento attraverso il sistema solare in modo artificiale e poi lasciato libero di agire. Ha un moto che subisce solo in parte la gravità. Conoscendo la gravità siamo in grado di misurare esattamente i suoi effetti sul movimento previsto. In qualche modo è un oggetto "staccato" dal campo gravitazionale. In queste condizioni è differente da quasiasi oggetto reale osservabile nel vicino Universo. Meglio ancora, sottraendo tutto ciò che ci dice la gravità, lui continua a muoversi (nessun altro oggetto naturale lo riesce a fare). Cosa succede a queso punto (senza massa) che viaggia con una certa velocità che possiamo considerare libera da qualsiasi legame con il Sole e tutto il resto (dopo aver sottratto le componenti gravitazionali che la stanno decelerando)? Ebbene sembra rallentare più del dovuto. L'idea di base (tutta da verificare) è che il pioneer rappresenti un punto fisso sul tessuto spaziale (il suo movimento imposto è stato liberato dalla gravità ed è anche ben conosciuto a priori), indipendente da moti propri legati alla gravità. Ne potrebbe derivare, quindi, una misura dellìespansione differenziale su piccole scale.

Il problema è: può essere misurata? Qui sta il punto...

[Red Hanuman]

Che cosa potrebbe avere il Pioneer di diverso da tutto il resto? Esso è stato messo in movimento attraverso il sistema solare in modo artificiale e poi lasciato libero di agire. Ha un moto che subisce solo in parte la gravità. Conoscendo la gravità siamo in grado di misurare esattamente i suoi effetti sul movimento previsto. In qualche modo è un oggetto "staccato" dal campo gravitazionale. In queste condizioni è differente da qualsiasi oggetto reale osservabile nel vicino Universo. Meglio ancora, sottraendo tutto ciò che ci dice la gravità, lui continua a muoversi (nessun altro oggetto naturale lo riesce a fare). Cosa succede a questo punto (senza massa) che viaggia con una certa velocità che possiamo considerare libera da qualsiasi legame con il Sole e tutto il resto (dopo aver sottratto le componenti gravitazionali che la stanno decelerando)? Ebbene sembra rallentare più del dovuto. L'idea di base (tutta da verificare) è che il pioneer rappresenti un punto fisso sul tessuto spaziale (il suo movimento imposto è stato liberato dalla gravità ed è anche ben conosciuto a priori), indipendente da moti propri legati alla gravità. Ne potrebbe derivare, quindi, una misura dell'espansione differenziale su piccole scale.


Il problema è: può essere misurata? Qui sta il punto...
Caro Enzo, concordo in pieno con tutto il tuo ragionamento, tranne per questo punto. Se fosse questo il motivo per cui sui pioneer si misura l'espansione dell'universo, allora dovremmo misurarla anche sulle comete e sugli oggetti del sistema solare in allontanamento in orbita iperbolica... E comunque, il pioneer non è staccato dalla gravità della galassia, con quel che ne consegue.....:wtf:
No, forse l'unico motivo per cui si apprezza qualche cosa è racchiuso nel fatto che il pioneer è un'oggetto artificiale di cui si misura la posizione con una certa esattezza, mentre per il resto degli oggetti non si può fare. Se ci pensi, 400 km su diverse UA sono pochissimi....:sneaky:
E anche qui sorgono diverse domande: perché sulle altre sonde non si misura lo stesso fenomeno? L'espansione misurata non è tale da rompere qualsiasi legame che la gravità mantiene in pochissimo tempo? Sono stati valutati gli effetti gravitazionali della relatività a quelle distanze? In fondo, la gravità modifica anche il tempo oltre allo spazio.....:whistling:

[Vincenzo Zappalà]

Caro Enzo, concordo in pieno con tutto il tuo ragionamento, tranne per questo punto. Se fosse questo il motivo per cui sui pioneer si misura l'espansione dell'universo, allora dovremmo misurarla anche sulle comete e sugli oggetti del sistema solare in allontanamento in orbita iperbolica... E comunque, il pioneer non è staccato dalla gravità della galassia, con quel che ne consegue.....:wtf:
No, forse l'unico motivo per cui si apprezza qualche cosa è racchiuso nel fatto che il pioneer è un'oggetto artificiale di cui si misura la posizione con una certa esattezza, mentre per il resto degli oggetti non si può fare. Se ci pensi, 400 km su diverse UA sono pochissimi....:sneaky:
E anche qui sorgono diverse domande: perché sulle altre sonde non si misura lo stesso fenomeno? L'espansione misurata non è tale da rompere qualsiasi legame che la gravità mantiene in pochissimo tempo? Sono stati valutati gli effetti gravitazionali della relatività a quelle distanze? In fondo, la gravità modifica anche il tempo oltre allo spazio.....:whistling:

capisco perfettamente le tue obiezioni (che in parte le sento anche mie). Anch'io penso che potrebbe dipendere dall'accuratezza delle misure diverse. Tuttavia, lasciami fare l'amico del giaguaro...
Comete iperboliche e galassie sono comunque legate tra loro da una legge ben nota che si oppone all'espansione. Posso, teoricamente, calcolarla benissimo: la gravità.
Vorrei, però, che questa discussione fosse ancora più chiara a tutti. Se forse non risolve un bel niente, potrebbe però servire a capire meglio il problema (ho visto che alcuni confondono rallentamento con espansione...). Ho quindi scritto un articoletto (anzi l'ha scritto il giaguaro...;)). Noi potremo anche parlarne sabato prossimo direttamente!!!!!

[Francesca Diodati]

Che cosa potrebbe avere il Pioneer di diverso da tutto il resto? Esso è stato messo in movimento attraverso il sistema solare in modo artificiale e poi lasciato libero di agire. Ha un moto che subisce solo in parte la gravità. Conoscendo la gravità siamo in grado di misurare esattamente i suoi effetti sul movimento previsto. In qualche modo è un oggetto "staccato" dal campo gravitazionale. In queste condizioni è differente da quasiasi oggetto reale osservabile nel vicino Universo. Meglio ancora, sottraendo tutto ciò che ci dice la gravità, lui continua a muoversi (nessun altro oggetto naturale lo riesce a fare). Cosa succede a queso punto (senza massa) che viaggia con una certa velocità che possiamo considerare libera da qualsiasi legame con il Sole e tutto il resto (dopo aver sottratto le componenti gravitazionali che la stanno decelerando)? Ebbene sembra rallentare più del dovuto. L'idea di base (tutta da verificare) è che il pioneer rappresenti un punto fisso sul tessuto spaziale (il suo movimento imposto è stato liberato dalla gravità ed è anche ben conosciuto a priori), indipendente da moti propri legati alla gravità. Ne potrebbe derivare, quindi, una misura dellìespansione differenziale su piccole scale.

Il problema è: può essere misurata? Qui sta il punto...

Enzo mi leggi nel pensiero! Stavo per dire: ma cosa contraddistingue il Pioneer dal resto? Anche lui/lei fa parte della Galassia.
Dibattito interessantissimo! Sicuramente sabato troverete la risposta :-)