Espansione dell'universo

[Dna94]

Ciao a tutti , devo fare l'esame di maturità tra qualche mese e mi é venuto in mente di creare una funzione che potesse ricreare l'andamento dell'espansione dell'universo in funzione del tempo per poter creare un grafico. Anche se le mie conoscenze sono limitate vorrei provare lo stesso , se la memoria non mi inganna mi pare di aver letto che esistono varie teorie su come l'universo si stia espandendo e su come si espanderà . Quale dovrei prendere per piú attendibile o anche più facile da dimostrare ? Sempre se ricordo bene , una di queste dice che l'universo si espande e si sta espandendo ancora adesso ( e che attraverso la costante di hubble é possibile conoscere la velocità con cui si sta espandendo ) e che raggiunto un certo livello di massa l'universo arresterà la sua espansione per poi cominciare a ritrarsi .
Da dove potrei cominciare ? C'è qualche legge matematica da cui poter partire ?

[Red Hanuman]

Ciao a tutti , devo fare l'esame di maturità tra qualche mese e mi é venuto in mente di creare una funzione che potesse ricreare l'andamento dell'espansione dell'universo in funzione del tempo per poter creare un grafico. Anche se le mie conoscenze sono limitate vorrei provare lo stesso , se la memoria non mi inganna mi pare di aver letto che esistono varie teorie su come l'universo si stia espandendo e su come si espanderà . Quale dovrei prendere per piú attendibile o anche più facile da dimostrare ? Sempre se ricordo bene , una di queste dice che l'universo si espande e si sta espandendo ancora adesso ( e che attraverso la costante di hubble é possibile conoscere la velocità con cui si sta espandendo ) e che raggiunto un certo livello di massa l'universo arresterà la sua espansione per poi cominciare a ritrarsi .
Da dove potrei cominciare ? C'è qualche legge matematica da cui poter partire ?
Allora.... Nell'ipotesi attualmente più in voga si sostiene che l'universo sia nato da una singolarità che si è espansa rapidissimamente, almeno all'inizio (vedi la teoria dell'INFLAZIONE (http://it.wikipedia.org/wiki/Inflazione_(cosmologia))). Dopo l'espansione è progressivamente rallentata a causa della forza di gravità che esercita la materia. Ad un certo punto, però, l'espansione ad ripreso ad accelerare, per la presenza dell'"energia oscura (http://it.wikipedia.org/wiki/Energia_oscura)" e per la mancanza di una densità di materia tale da "chiudere" geometricamente l'universo. Il destino finale è incerto. Se estrapoliamo dai dati attuali, si dovrebbe arrivare prima ad un'universo "morto", composto solo da enormi buchi neri, e poi al cosiddetto "big rip (http://it.wikipedia.org/wiki/Big_Rip)".
Per eventuali correzioni e per una formula da cui partire, devi aspettare Enzo... ;)

[marco massara]

beh se scrivi una funzione che descrive l'universo più che la maturità fatti dare il nobel ;)
ti consiglio di cercare su "parametro omega" (rapporto tra densità reale e critica)
omega=1 universo piatto, omega <1 universo aperto : in questi 2 casi l'espansione della materia va avanti all'infinito la gravità tra le stelle non compensa l'energia di espansione e finiamo tutti congelati
se omega>1 si dice universo chiuso, vince la gravità sull'espansione a un certo punto le galassie tornano indietro e si rischiacciano tutte nello stesso punto (big crunch) finiamo tutti fritti
la cosa più divertente è che sembra che dalle osservazioni l'espansione non solo sembra esserci ma appare pure accelerata. nessuno sa perchè, non si conoscono energie che fanno allontanare le galassie quindi si dice c'è l'energia oscura!! (no, non è uno scherzo anche se sembra). tutti congelati e poi strappati: l'astronomia è bella perchè ottimista.

ti consiglio vivamente il libro collegato a questo sito "l'infinito teatro del cosmo" . c'è quello che cerchi e molto altro scritto facile facile e te la cavi con 8 litri di benzina. altrimenti puoi trovare molti articoli qui in giro...
buona fortuna per la matura.. ;)

p.s mi piace la tua precisazione sulla teoria più facile da dimostrare piuttosto che sulla più attendibile..in fisica la chiamano "rasoio di occam", ma non abusarne ;)

[Vincenzo Zappalà]

Ciao a tutti , devo fare l'esame di maturità tra qualche mese e mi é venuto in mente di creare una funzione che potesse ricreare l'andamento dell'espansione dell'universo in funzione del tempo per poter creare un grafico. Anche se le mie conoscenze sono limitate vorrei provare lo stesso , se la memoria non mi inganna mi pare di aver letto che esistono varie teorie su come l'universo si stia espandendo e su come si espanderà . Quale dovrei prendere per piú attendibile o anche più facile da dimostrare ? Sempre se ricordo bene , una di queste dice che l'universo si espande e si sta espandendo ancora adesso ( e che attraverso la costante di hubble é possibile conoscere la velocità con cui si sta espandendo ) e che raggiunto un certo livello di massa l'universo arresterà la sua espansione per poi cominciare a ritrarsi .
Da dove potrei cominciare ? C'è qualche legge matematica da cui poter partire ?

beh... dalla legge di Hubble direi. Ovviamente, nessuno potrà mai dire il vero andamento se no sapremmo esattamente il futuro dell'Universo... La cosa migliore è considerare un'espansione costante (almeno da quando è diventato trasparente). Basta considerare il redshift. I grafici esistono già e sono legati al cono di luce su cui batto come un ... disperato. Se vai nel sito ne trovi varie considerazioni, sul libro L'infinito teatro, una trattazione più organica. Per avgere una formula matematica dovresti usare la metrica di Minkoswki e le coordinate comoventi, ma non è proprio "immediata"...

[Dna94]

grazie per le risposte da quanto ho capito non sarà facile , ma mi restano ancora un paio di mesi per pensare , sicuramente prenderò il libro , cosa che volevo già fare ed è evidente che saranno soldi ben spesi ! Appena posso lo prendo e rimando tutte le miriadi di domande che mi verranno a dopo la lettura ;) ! Per il momento grazie per avermi dato un punto di inizio !

[gianluca.1992]

La cosa migliore è considerare un'espansione costante (almeno da quando è diventato trasparente). Basta considerare il redshift.

ciao scusa Vincenzo,volevo chiederti cosa intendevi con la cosa migliore è considerare un'espansione costante?
In realtà alla fine degli anni novanta Riess,Perlmutter e Schdmit osservando le supernovae Ia ai confini dell'universo, contro ogni attesa, non dimostrarono l'espansione accelerata dell'universo per cui vinsero il nobel per la fisica nel 2011?
Inoltre, volendo rintracciare legge matematica che descriva l'espansione dell'universo non ci si può rifare all'equazione di Friedmann? E da li valutare per i diversi valori di k i vari universi possibili...
forse accennavi a questo quando parlavi di coordinate comoventi ecc?

[Vincenzo Zappalà]

ciao scusa Vincenzo,volevo chiederti cosa intendevi con la cosa migliore è considerare un'espansione costante?
In realtà alla fine degli anni novanta Riess,Perlmutter e Schdmit osservando le supernovae Ia ai confini dell'universo, contro ogni attesa, non dimostrarono l'espansione accelerata dell'universo per cui vinsero il nobel per la fisica nel 2011?
Inoltre, volendo rintracciare legge matematica che descriva l'espansione dell'universo non ci si può rifare all'equazione di Friedmann? E da li valutare per i diversi valori di k i vari universi possibili...
forse accennavi a questo quando parlavi di coordinate comoventi ecc?

Intendevo che per farsi un'idea approssimata è inutile tener conto che la costante di Hubble non è una costante e cose del genere, compresa l'accelerazione da nobel. Era solo per ceracre di semplificare il discorso, quando si usa il palloncino che si gonfia e grafici del genere...