energia del vuoto

[manuela]

Non so se questa sia la sezione adatta per questo tipo di domanda, forse ingenua : ho letto su una pubblicazione l'espressione "energia del vuoto" che rende conto di una grande quantità della materia oscura. Che cos'è l'energia del vuoto ? Grazie e ciao

[Red Hanuman]

Non so se questa sia la sezione adatta per questo tipo di domanda, forse ingenua : ho letto su una pubblicazione l'espressione "energia del vuoto" che rende conto di una grande quantità della materia oscura. Che cos'è l'energia del vuoto ? Grazie e ciao
Sezione adattissima, direi, visto che l'energia del vuoto va ad influire sulla costante cosmologica e sull'espansione dell'universo...;)
Dunque per semplificare.... E mi scuso con i puristi e con chi ne sa più di me.... Partiamo dalla teoria dei campi.
Nella vecchia concezione, un campo (gravitazionale o elettromagnetico) era un qualcosa che permeava in continuo lo spazio e che consentiva agli oggetti di "interagire" tra loro a distanza. Un po' quello che ti capita quando metti un profumo che ti caratterizza: tutti sanno che sei in giro, anche se non ti vedono. E magari ti vengono a cercare....:biggrin:
Ma così i campi sono appunto qualcosa di continuo, e non danno conto del fatto che l'energia è quantizzata.
Per cercare di risolvere questa contraddizione, è stata formulata una teoria quantistica dei campi.
Stando a questa teoria, lo spazio è quantizzato in ogni suo punto, cioè è costituito da una successione strettissima di oscillatori armonici: li puoi immaginare come una serie di piccole scodelle in cui una pallina può oscillare, ma solo partendo e ritornando ad altezze ben definite e non arbitrarie. Ci sono dei livelli fissi, dei gradini, da cui si deve partire e a cui si deve arrivare. Non puoi nemmeno partire se prima non sei sicuro al 100% di raggiungere uno dei gradini.
Il punto è che, proprio perché esistono questi gradini, non si può scendere sotto l'ultimo gradino ed arrivare in fondo alla scodella. DEVE rimanere un minimo di energia. Questo minimo di energia è l'energia del vuoto.
Il discorso in realtà è molto complesso, ma questo è il succo.

Questo minimo di energia potrebbe rendere conto non della materia oscura, ma dell'energia oscura, visto che dovrebbe dare luogo ad una pressione ed ad un campo gravitazionale negativi, cioè ad una repulsione....

Lascio a Enzo le necessarie correzioni.;)

[manuela]

Grazie , "mi pare" chiaro (ma urge un corso di fisica ... devo al più presto trovare un libro adeguato) vorrei sapere se questa faccenda dell energia del vuoto è assodata (cioè se è stata misurata questa energia) o se sia una teoria in attesa di conferma, di dimostrazione. Inoltre, questa energia del vuoto è uniforme in ogni punto dello spazio o ha punte di densità diverse? Qunado dici che è il contrario della gravitazione vuoi dire che mentre la gravitazione attrae verso, l'interno, cioè verso il collasso, questa spinge verso l'esterno e fa gonfiare di più il palloncino, cioè sostiene l'espansione? I buchi neri ingoiano anche quest'energia come fanno con la luce ? scusa se dovessero essere castronerie ma, sbagliando s'impara. Come dico sempre a mia figlia, se uno non è disposto a cadere un bel pò di volte (cioè a osare l'errore) difficilmente diventerà un buon sciatore.

[Red Hanuman]

Grazie , "mi pare" chiaro (ma urge un corso di fisica ... devo al più presto trovare un libro adeguato) vorrei sapere se questa faccenda dell energia del vuoto è assodata (cioè se è stata misurata questa energia) o se sia una teoria in attesa di conferma, di dimostrazione.

Si, è assodata, ma una misura definiva non c'è ancora. L'energia del vuoto può essere postulata anche partendo dal principio di indeterminazione di Heisenberg, per il quale è possibile violare il principio di conservazione dell'energia, ma solo per un brevissimo tempo. Ne deriva la possibilità dell'esistenza di particelle "virtuali", che nascono a coppie dal nulla e si annichilano pressoché istantaneamente (più energia posseggono e meno tempo possono esistere).
L'effetto di queste particelle è stato rilevato e studiato a fondo.
E' stato inoltre misurato un'altro effetto dovuto alla energia del vuoto, l'effetto Casimir, che si manifesta come una forza che tende a unire due piastre metalliche poste nel vuoto a una distanza di micrometri tra loro.


Inoltre, questa energia del vuoto è uniforme in ogni punto dello spazio o ha punte di densità diverse?

No, in teoria è uniforme. Tra l'altro, una sua componente potrebbe essere generata dal campo di Higgs....


dici che è il contrario della gravitazione vuoi dire che mentre la gravitazione attrae verso, l'interno, cioè verso il collasso, questa spinge verso l'esterno e fa gonfiare di più il palloncino, cioè sostiene l'espansione?

Esatto. Almeno, in teoria.....;)


I buchi neri ingoiano anche quest'energia come fanno con la luce ?

In teoria sì, ma questa energia li consuma tramite la radiazione di Hawking. Ho scritto un pezzo tempo fa su questa cosa, provalo a cercare....


scusa se dovessero essere castronerie ma, sbagliando s'impara. Come dico sempre a mia figlia, se uno non è disposto a cadere un bel pò di volte (cioè a osare l'errore) difficilmente diventerà un buon sciatore.

Non ti preoccupare, sono qui per rispondere a tutti.... ;)

[manuela]

Che meraviglie..... viene voglia di sapere sempre di più. Sapete una cosa ? (non c'entra con la cosmologia...) ho notato che non solo a me queste cose mettono ...buonumore, stimolano la curiosità e il senso di meraviglia ma mi pare che il mondo si suddivida (a spanne, certo...) tra quelli con attitudine scientifica (fisici, chimici ecc che sono quasi sempre persone molto positive, allegre, ottimiste con una gran gioia di vivere e quelli con attitudini lettterarie (scrittori ecc ) che sono spessissimo depressi, di malumore, tragici .. E' una mia impressione ? Senza offesa per nessuno...

[Red Hanuman]

Che meraviglie..... viene voglia di sapere sempre di più. Sapete una cosa ? (non c'entra con la cosmologia...) ho notato che non solo a me queste cose mettono ...buonumore, stimolano la curiosità e il senso di meraviglia ma mi pare che il mondo si suddivida (a spanne, certo...) tra quelli con attitudine scientifica (fisici, chimici ecc che sono quasi sempre persone molto positive, allegre, ottimiste con una gran gioia di vivere e quelli con attitudini lettterarie (scrittori ecc ) che sono spessissimo depressi, di malumore, tragici .. E' una mia impressione ? Senza offesa per nessuno...
Per me non è così. Secondo me dipende tutto dal rapporto mente e anima (o mente e cuore). Se c'è armonia tra loro, si diventa ottimisti , altrimenti...... ;)

[manuela]

Era giusto una sorridente oziosità, tanto più che anche la sottoscritta, senza essere scrtittrice, è in prevalenza dal lato intellettuale, come si può capire dalle scarsissime competenze scientifiche :biggrin: tu invece hai proprio una solida base scientifica : ma come fai ? magari è anche il tuo lavoro ? che invidia ... HO acquistato, dietro consiglio (spero competente ) dei libri di un certo Teodorani Massimo, astrofisico e divulgatore. Per ora di lui ho letto un'appassionata biografia di N. Tesla che doveva essere davvero un genio straordinario ma ha scritto anche un libro sull'atomo. Spero che mi sarà utile, anche se finora ho letto solo cose che già sapevo ma sono ai primi capitoli

[marcom73]

mi inserisco ringraziando chi a fatto la domanda, per averla fatta, e chi ha risposto, perchè ha risposto con garbo e in modo che anche chi come anche il sottoscritto non sarebbe in grado di seguire discorsi piu' altri...
però allo stesso tempo vorrei chiedere a Red se ha voglia di spiegare magari in maniera diversa il passaggio " delle scodelle " perchè non credo di aver afferrato.... :shock:

[tony70xx]

mi inserisco ringraziando chi a fatto la domanda, per averla fatta, e chi ha risposto, perchè ha risposto con garbo e in modo che anche chi come anche il sottoscritto non sarebbe in grado di seguire discorsi piu' altri...
però allo stesso tempo vorrei chiedere a Red se ha voglia di spiegare magari in maniera diversa il passaggio " delle scodelle " perchè non credo di aver afferrato.... :shock:

Idem .............

[Red Hanuman]

Era giusto una sorridente oziosità, tanto più che anche la sottoscritta, senza essere scrtittrice, è in prevalenza dal lato intellettuale, come si può capire dalle scarsissime competenze scientifiche :biggrin: tu invece hai proprio una solida base scientifica : ma come fai ? magari è anche il tuo lavoro ? che invidia ...

Ma daiiiii... :blush: Macché invidia... Non mi sopravvalutare!!!! E' solo passione e basta. Della serie "volevo fare l'astronomo, ma mi è andata male". Poi sono chimico per formazione, e la base è fatta di queste cose...;)


HO acquistato, dietro consiglio (spero competente ) dei libri di un certo Teodorani Massimo, astrofisico e divulgatore. Per ora di lui ho letto un'appassionata biografia di N. Tesla che doveva essere davvero un genio straordinario ma ha scritto anche un libro sull'atomo. Spero che mi sarà utile, anche se finora ho letto solo cose che già sapevo ma sono ai primi capitoli

Ne ho sentito parlar molto bene di questa biografia di Tesla. Tra l'altro, era veramente un personaggio unico.
Direi che hai fatto un'ottima scelta! :cool:

[Red Hanuman]

mi inserisco ringraziando chi a fatto la domanda, per averla fatta, e chi ha risposto, perchè ha risposto con garbo e in modo che anche chi come anche il sottoscritto non sarebbe in grado di seguire discorsi piu' altri...
però allo stesso tempo vorrei chiedere a Red se ha voglia di spiegare magari in maniera diversa il passaggio " delle scodelle " perchè non credo di aver afferrato.... :shock:

Idem .............

E' un modo per visualizzare un'oscillatore armonico quantistico. Ma prima, bisogna ovviamente parlare dell'oscillatore armonico e capire cosa c'entra....
Mettiamola così: ogni cosa nell'universo normalmente è immersa in un campo e cerca di stare in uno stato di equilibrio, che di solito corrisponde ad uno stato di energia minima. Se questo stato viene perturbato, maggiore è la perturbazione e maggiore è la tendenza dell'oggetto a ritornare nel suo stato precedente (ovviamente, entro certi limiti, superati i quali l'oggetto va a cercare un'altro equilibrio). Il ritorno all'equilibrio non è però statico, ma avviene tramite oscillazioni effettuate intorno al punto di equilibrio (e che vanno avanti all'infinito, a meno di attriti o altro).
L'oscillatore armonico quantistico funziona allo stesso modo, ma obbedisce alla equazione di Schrödinger, e quindi presenta una serie di "gradini obbligati" legati alla soluzione dell'equazione e che comportano una quantizzazione dell'energia.
Ogni particella nell'universo, quindi, è come una pallina che oscilla in questa scodella a "gradoni" e anche quando è "vuota" questa scodella ha comunque un minimo di energia.

Non è semplice, lo so...;)

[marcom73]

no, facile no, ma così va meglio...:)

[Sandro84]

Ma così i campi sono appunto qualcosa di continuo, e non danno conto del fatto che l'energia è quantizzata.
Per cercare di risolvere questa contraddizione, è stata formulata una teoria quantistica dei campi.
Stando a questa teoria, lo spazio è quantizzato in ogni suo punto, cioè è costituito da una successione strettissima di oscillatori armonici: li puoi immaginare come una serie di piccole scodelle in cui una pallina può oscillare, ma solo partendo e ritornando ad altezze ben definite e non arbitrarie. Ci sono dei livelli fissi, dei gradini, da cui si deve partire e a cui si deve arrivare. Non puoi nemmeno partire se prima non sei sicuro al 100% di raggiungere uno dei gradini.
Il punto è che, proprio perché esistono questi gradini, non si può scendere sotto l'ultimo gradino ed arrivare in fondo alla scodella. DEVE rimanere un minimo di energia. Questo minimo di energia è l'energia del vuoto.
Il discorso in realtà è molto complesso, ma questo è il succo.
Questo minimo di energia potrebbe rendere conto non della materia oscura, ma dell'energia oscura, visto che dovrebbe dare luogo ad una pressione ed ad un campo gravitazionale negativi, cioè ad una repulsione....

Nel modello standard della cosmologia si presume che l'espansione sia dovuta ad una dilatazione dello spazio tempo. Questo significa che lo spazio-tempo viene continuamente creato in ogni punto dell'universo. Ma se lo spazio-tempo è quantizzato e presenta un valore minimo di energia questo vuol dire che l'energia dell'universo è in continuo accrescimento? Che l'universo forma energia in continuazione attraverso la creazione di nuovo spazio-tempo? O mi sono perso qualcosa?:wtf:

[Red Hanuman]

Nel modello standard della cosmologia si presume che l'espansione sia dovuta ad una dilatazione dello spazio tempo. Questo significa che lo spazio-tempo viene continuamente creato in ogni punto dell'universo. Ma se lo spazio-tempo è quantizzato e presenta un valore minimo di energia questo vuol dire che l'energia dell'universo è in continuo accrescimento? Che l'universo forma energia in continuazione attraverso la creazione di nuovo spazio-tempo? O mi sono perso qualcosa?:wtf:
Non hai sbagliato. C'è chi la chiama energia oscura. E chi la chiama energia del vuoto o di punto zero.
E' poco densa, ma se la metti tutta assieme...:biggrin:

[DarknessLight]

Non hai sbagliato. C'è chi la chiama energia oscura. E chi la chiama energia del vuoto o di punto zero.
E' poco densa, ma se la metti tutta assieme...:biggrin:

Ok.

Allora...

Perché continua a crearsene dal nulla ?

E poi... quindi non è vero che nulla si crea........ o sbaglio ?

[Red Hanuman]

Ok.

Allora...

Perché continua a crearsene dal nulla ?

Per l'energia oscura, non so (non lo sa nessuno in verità... E' oscura...).
Se è l'energia del vuoto, allora è una proprietà intrinseca dell'universo: visto che un campo quantistico non può raggiungere energia zero per definizione, allora più spazio si crea, e maggiore è l'energia complessiva..



E poi... quindi non è vero che nulla si crea........ o sbaglio ?
Direi che questa potrebbe essere l'unica eccezione. D'altronde, se l'universo si è generato dal nulla...;)

[DarknessLight]

Per l'energia oscura, non so (non lo sa nessuno in verità... E'oscura...).
Se è l'energia del vuoto, allora è una proprietà intrinseca dell'universo: visto che un campo quantistico non può raggiungere energia zero per definizione, allora più spazio si crea, e maggiore è l'energia complessiva..

Energia oscura ed energia del vuoto non sono la stessa cosa ?


Direi che questa potrebbe essere l'unica eccezione. D'altronde, se l'universo si è generato dal nulla...;)

Ma che significa che l Universo si è generato dal nulla ?
Se, come hai detto, un un campo quantistico non ha mai energia zero...

[Gaetano M.]

Non hai sbagliato. C'è chi la chiama energia oscura. E chi la chiama energia del vuoto o di punto zero.
E' poco densa, ma se la metti tutta assieme...:biggrin:
Dell'energia del vuoto o di punto zero mi pare che si sa quasi tutto, mentre dell'energia oscura si conoscono solo gli effetti...

[DarknessLight]

Dell'energia del vuoto o di punto zero mi pare che si sa quasi tutto, mentre dell'energia oscura si conoscono solo gli effetti...

Ma quindi non sono la stessa cosa energia oscura ed energia del vuoto o di punto zero ???

[Red Hanuman]

Energia oscura ed energia del vuoto non sono la stessa cosa ?

Mica detto. Ancora non si sa cos'è l'energia oscura. E l'energia di punto zero, stando a certi calcoli, dovrebbe essere molto più grande di quello che è. Quindi, rimane un mistero...


Ma che significa che l Universo si è generato dal nulla ?
Se, come hai detto, un un campo quantistico non ha mai energia zero...

Momento: la teoria delle stringhe non è ancora stata provata, e quindi l'idea delle brane è solo una supposizione. E, per ora, non si sa se l'universo ha avuto origine da qualcosa, quindi prima potrebbe non esserci nulla...;)

[Sandro84]

Mica detto. Ancora non si sa cos'è l'energia oscura. E l'energia di punto zero, stando a certi calcoli, dovrebbe essere molto più grande di quello che è. Quindi, rimane un mistero...

Questo perché nei calcoli dell'energia del vuoto viene solo considerata la capacità di creare coppie di particelle virtuali. Se invece venisse considerato lo spazio-tempo stesso come forma di energia quantizzabile allora esso potrebbe benissimo prendere il posto dell'energia oscura. Dico bene?

[Red Hanuman]

Prova a leggere un pochino QUI (https://it.wikipedia.org/wiki/Energia_oscura#Costante_cosmologica_o_energia_del_ vuoto)...;)

[DarknessLight]

Secondo voi cosa significa che l energia oscura interagisce con la gravità ma non con le altre forze ?

[Gaetano M.]

Sono stato preso all'amo dalle argomentazioni di Red Hanuman ed ho provato ad approfondire.
Ho trovato questo: https://www.youtube.com/watch?v=-zu-HBU-Hyk un po' lungo da sentire (è sottotitolato in italiano) ma mi è sembrato interessante. È del 2012, forse ci sono sviluppi. Qualcuno ne sa qualcosa? C'è un passaggio in cui lega l'energia di punto zero alla D.E. come Red!!!