L'espansione vìola il principio di conservazione dell'energia?

[Sandro84]

Ciao a tutti, era da un pezzo che non facevo un salto sul forum.
Avrei un dubbio sull'espansione.
Si dice che lo spazio vuoto presenti un valore minimo di energia >0
L'universo espandendosi crea una quantità enorme di spazio vuoto, ma allora non sta di fatto aumentando la sua energia creandone di nuova?:confused:

[ciclociano]

E' il "tessuto" dello spazio-tempo che si espande, non si crea nessun spazio nuovo.
Anche la radiazione in esso contenuta si "stira" seguendo l'espansione, è il c.d. redshift cosmologico.;)

[Red Hanuman]

Il punto è che la legge di conservazione dell'energia è valida solo in uno spazio - tempo piatto ed uniforme.

Ma lo spazio - tempo dell'universo NON è piatto, perchè la materia nell'universo ne modifica e ne determina la curvatura.
Ne consegue che il calcolo delle energie presenti (soprattutto cinetica e gravitazionale) non è assolutamente agevole, e diventa difficile da determinare e da definire inequivocabilmente.
Con la relatività, poi, ogni fenomeno diventa in assoluto dipendente dal sistema di riferimento scelto, e il calcolo delle energie in gioco varia con quello.

Il tutto poi si complica con il fatto che i campi quantistici nel vuoto non sono per definizione mai pari a zero, ma subiscono fluttuazioni che determinano la cosiddetta "energia del vuoto (https://it.wikipedia.org/wiki/Energia_del_vuoto)", che ha il valore di una pressione negativa.

L'espansione dello spazio determinerebbe un aumento di energia, ma l'energia del vuoto aumenta con esso, ed è una energia "negativa". Se o quale delle due prevale è difficile da calcolare...

[Cometduemila]

E se l'Universo è infinito qualsiasi forma abbia la sua energia è infinita.

[Sandro84]

Per rispondere a ciclociano:
sapevo che l'espansione è data da una continua produzione di nuovo spazio-tempo più che uno stirarsi dello spazio-tempo come un elastico.

Per rispondere a Red:
"L'espansione dello spazio determinerebbe un aumento di energia, ma l'energia del vuoto aumenta con esso, ed è una energia "negativa". Se o quale delle due prevale è difficile da calcolare..."

Non ci ho capito molto. Lo spazio che si crea con l'espansione ha sia energia positiva che negativa quindi si potrebbero bilanciare? Che cos'è l'energia negativa?

[Sandro84]

Cometduemila non abbiamo prove a sostegno che l'energia dell'Universo sia infinita. Anzi credo che la maggior parte della comunità scientifica ritenga che l'Universo sia un sistema isolato formato da un valore finito di energia.

[ciclociano]

Come sicuramente saprai, il modello dell'universo inflazionario postula che le condizioni iniziali erano di massima densità e minimo "volume", dal quale improvvisamente è scaturita una fase di espansione inflazionaria.
Al momento del big bang tutto era in contatto con tutto. Da quel momento sono trascorsi quasi 14 mld. di anni e le anisotropie della CBM testimoniano le piccole disomogeneità presenti nella condizione di partenza.
Sono sicuramente d'accordo sul fatto che SeMbra che nasca nuovo spazio tra due due punti distanti (d) nell'universo osservabile, ma questi punti sono di fatto immobili.

[Cometduemila]

Infatti ho scritto se, non è una questione di maggioranza la verità può essere solo una,se è finito cosa c'è al suo confine o fuori?
Se l'espansione è eterna la sua dimensione saranno sempre più vicine all'infinito senza mai arrivarci,l'energia non so.
Una tra tante domande che probabilmente non avranno mai risposte concrete.

[Red Hanuman]

Per rispondere a Red:
"L'espansione dello spazio determinerebbe un aumento di energia, ma l'energia del vuoto aumenta con esso, ed è una energia "negativa". Se o quale delle due prevale è difficile da calcolare..."

Non ci ho capito molto. Lo spazio che si crea con l'espansione ha sia energia positiva che negativa quindi si potrebbero bilanciare? Che cos'è l'energia negativa?

Se noti, ho messo "negativa", tra virgolette. Il senso è che l'energia del vuoto tende a comportarsi all'opposto della pressione e della gravità, tendendo a separare gli oggetti in esso contenuti (e consentendo l'espansione dell'universo).

Se tentiamo il bilanciamento delle energie nell'universo, dobbiamo considerare il rapporto tra la gravità (che tende a chiudere l'universo) ed energia del vuoto (che tende ad aprirlo).
Quale sia delle due a prevalere effettivamente è difficile da capire.

L'unico modo per fare un simile bilanciamento all'intero universo in un colpo solo è considerarne la curvatura. Solo che sembra apparentemente piatto, il che significherebbe che le due forze sono bilanciate. Ma non è certo...;)

[Joe77]

Storicamente ho letto che lo stesso Einstein criticò il lavoro di Friedman , (aspetto espansione)Ma dopo o qualche mese rivede le sue posizioni confermando che la relatività generala ammette soluzioni con universo in espansione

[noviralsky]

ho letto che esistono grandi attrattori altamente gravitazionali che sembrano contrastare l'espansione.
Vi chiedo se sarebbe possibile mappare questi ipersuperammassi e calcolarne la gravità.

[Red Hanuman]

Per quanto se ne sa, esiste solo una entità chiamata "Grande attrattore (https://it.wikipedia.org/wiki/Grande_Attrattore)", che in realtà è il centro gravitazionale del superammasso (https://it.wikipedia.org/wiki/Superammasso_di_galassie) locale Laniakea (https://it.wikipedia.org/wiki/Laniakea).
Il suo effetto gravitazionale è ben noto, perché è tramite quello che ne è stata dedotta l'esistenza, visto che non è osservabile direttamente perchè oscurato dal piano galattico.
La sua gravità la si può studiare tramite l'effetto lensing gravitazionale e gli spostamenti reciproci tra galassie, ed anche tramite la curvatura complessiva impressa all'intero superammasso.

[noviralsky]

Ce ne potrebbero essere altri nascosti e difficilmente identificabili?

[Red Hanuman]

I grandi attrattori è difficile che sfuggano, perchè, anche se occultati da qualcosa (tipo il piano della Via Lattea), i loro effetti sono molto estesi e rilevabili. L'unico limite sta nella sensibilità delle osservazioni, ma prima o poi sono destinati ad essere scoperti.

Se ne esistono altri, prima o poi salteranno fuori...

[noviralsky]

Leggo su wikipedia:
"Nel 1992 si ritenne che le stime sui segnali provenienti dal Grande Attrattore fossero influenzate dall'effetto Malmquist. Studi condotti nel 2005, nell'ambito di ricerche a raggi X sulla zona d'ombra galattica, hanno tuttavia indicato che la massa del Grande Attrattore è molto inferiore a quanto si pensava precedentemente e stimabile in 4-6 × 1015 masse solari o 1046 kg. Il movimento della nostra galassia e del gruppo locale sembra invece dovuto all'attrazione di un ammasso di galassie molto più massiccio e situato ad una distanza molto maggiore (ca. 650 milioni di a.l.), vicino al Superammasso di Shapley."

Perciò il Superammasso di Shapley sarebbe un altro attrattore,oppure si è formato esso stesso grazie ad una attrazione gravitazionale di quel genere?
In questo caso gli attrattori sarebbero due e neppure lontani uno dall'altro,no?

[Red Hanuman]

Non mi focalizzerei troppo sui grandi attrattori, che ne esista uno o più di uno.
Se esistono ammassi e superammassi, è evidente che sono concentrazioni di materia che stanno insieme per gravità.
È quindi logico attendersi una zona in cui situare un baricentro di tutta la massa dell'ammasso.
L'unico dato certo che se ne può ricavare è che la materia non sia distribuita in modo totalmente uniforme, ma che ci siano concentrazioni che magari sono significative a livello cosmologico.

[noviralsky]

Scusami Red,ammassi e superammassi si formano per gravitazione,quindi l'universo è costellato da queste concentrazioni.
Esse hanno una attrazione gravitazionale sullo spazio,quindi contrastano l'espansione.
Se,oltre ad essi,ci sarebbero attrattori in quantità,come mai l' universo si espande,sembra,sempre più velocemente?
Sono andato a leggere oggi qualcosa sulla energia che espanderebbe l'universo ma ho letto che essa è debole:come può vincere tutti quei mostri gravitazionali?
Scusami,scusatemi,ancora una cosa,ho letto che gli astronomi pensano che piuttosto che dire "lo spazio si espande",sarebbe meglio dire che " si crea nuovo spazio nello spazio esistente"
Questa cosa mi interessa,perchè sembra affermare una creazione e non una semplice dilatazione.
Ne sapete qualcosa di più?Io non riesco a trovare l'articolo che ne parlava!
Buona sera!

[Red Hanuman]

Scusami Red,ammassi e superammassi si formano per gravitazione,quindi l'universo è costellato da queste concentrazioni.
Esse hanno una attrazione gravitazionale sullo spazio,quindi contrastano l'espansione.
Se,oltre ad essi,ci sarebbero attrattori in quantità,come mai l' universo si espande,sembra,sempre più velocemente?

Bella domanda, a saperlo...:biggrin: Scherzi a parte, il dato di fatto è che la recessione delle galassie è in aumento, il che vuol dire che esiste una qualche forza che spinge l'universo ad espandersi.
Potrebbe essere la famosa "energia del vuoto", cioè una forma di energia che dipende dalla fluttuazione dei campi quantistici nello spazio.

I campi quantistici non possono mai avere energia pari a zero, per definizione. Quindi, più spazio c'è , più fluttuazioni ci sono, e più energia c'è.

Ma è solo una ipotesi, non si sa esattamente. Per questo la chiamano "energia oscura". Perchè non si sa cos'è...


Sono andato a leggere oggi qualcosa sulla energia che espanderebbe l'universo ma ho letto che essa è debole:come può vincere tutti quei mostri gravitazionali?

Perchè, pur essendo debole, è legata alla formazione dello spazio, è dovunque, e più spazio si crea, più se ne forma.


Scusami,scusatemi,ancora una cosa,ho letto che gli astronomi pensano che piuttosto che dire "lo spazio si espande",sarebbe meglio dire che " si crea nuovo spazio nello spazio esistente"
Questa cosa mi interessa,perchè sembra affermare una creazione e non una semplice dilatazione.
Ne sapete qualcosa di più?Io non riesco a trovare l'articolo che ne parlava!
Buona sera!

Infatti, si suppone che dal Big Bang si sia continuamente formato spazio. Quello che è variato è il tasso di formazione dello spazio, che ora non sembra più essere frenato dalla gravità legata alla materia.

[noviralsky]

ho curiosato sul web trovando questo articolo sulla energia oscura che sembra uscire confermata dallo studio accurato di 200 galassie:
https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://www.media.inaf.it/2018/06/19/no-mond/amp/&ved=2ahUKEwjV9NL10YDtAhXGvosKHSJ1DrYQFjAFegQIBBAB&usg=AOvVaw2SPRgR4Gyl7iekAobvUwdi&ampcf=1
trovo interessante che questo studio sconfessi la teoria "mond" e riproponga nel contempo la misteriosa energia oscura!
Potrebbe essere che l'energia oscura sia una falsa traccia basata su dati che confermano l'accelerazione dell'universo?
Mi spiego:data l'espansione,perchè postulare una causa energetica e non limitarsi ai fatti?
In fondo,come dice bene Red,non ne sappiamo molto,sappiamo solo che il cosmo si espande.
Il o i perchè potrebbero essere diversi o uno solo,ma non sarebbe meglio attendere e lavorare sul tutto piuttosto che su una ipotesi?
ciao

[Red Hanuman]

La teoria Mond e la materia oscura sono spiegazioni concorrenti allo stesso fenomeno, ovvero ad effetti che indicano una curvatura dello spazio - tempo eccessiva rispetto alla materia rilevata.

Tra le principali teorie alternative che spiegano il fenomeno, ci sono la variazione della dinamica Newtoniana (MOND) e la materia oscura.
Entrambe le teorie hanno pregi e difetti, ma nessuna delle due ha ad oggi una conferma decisiva della sua realtà.

Sulla espansione accelerata dell'universo ancora ci sono discussioni, perfino metodologiche, sulla sua entità e misura. E le spiegazioni sono diverse, l'energia oscura è solo quella più di moda.

Fare ipotesi è doveroso, perchè sulla base delle ipotesi si fanno esperimenti, misurazioni e osservazioni mirate a verificare o scartare la teoria.

Osservare solo un fenomeno non basta, bisogna capirlo...

[noviralsky]

a me piace vivere in un universo in espansione dove tutto cambia e si trasforma,nulla si distrugge e l'insieme della materia energia resta quello che è!
Ho letto che il fotone può esistere miliardi di miliardi di anni,l'elettrone un po' meno,quindi,in pratica, la m.energia dura infinitamente!
Questo è interessante e consolante,rassicurante e foriero di scoperte,ciao

[Zoroastro]

Ciao a tutti, era da un pezzo che non facevo un salto sul forum.
Avrei un dubbio sull'espansione.
Si dice che lo spazio vuoto presenti un valore minimo di energia >0
L'universo espandendosi crea una quantità enorme di spazio vuoto, ma allora non sta di fatto aumentando la sua energia creandone di nuova?:confused:

Ma cosa vuoi che sia un piccolo principio davanti a un intero nuovo universo :cool:

[noviralsky]

io ho un dubbio:se è vero che noi vediamo solo la parte dell'universo a portata di luce,perchè non vediamo le galassie che si stanno avvicinando a quel limite in modo significativo?
Non esiste un confine netto ma un fronte di luce,quindi noi dovremmo vedere le galassie ancora visibili ma vicine al limite luminare.
Io penso che galassie del genere avrebbero caratteristiche e velocità tali di "fuga" da poter essere identificate!
Per quanto io ne sappia,non esistono nella nostra parte di universo galassie del genere,perchè?

[Red Hanuman]

Esistono eccome, e sono state pure viste e fotografate.
Il problema è che c'è il redshift cosmologico, ovvero la luce viene "stiracchiata" dell'espansione dell'universo e diventa sempre meno energetica, sempre più rossa. Alla fine, le galassie più distanti, al limite della sfera di Hubble, sono visibili solo alla luce infrarossa, e servono telescopi appositi posti fuori dall'atmosfera.

[noviralsky]

trovato video inaf,interessante,bello,neppure difficile da capire:

https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://edu.inaf.it/astrodidattica/espansione-universo-galassie/&ved=2ahUKEwiqg8b96ILtAhWIsBQKHfHpAHUQFjACegQIBRAB&usg=AOvVaw1PiHWpoRumpccKJsaiv8Mz&cshid=1605384109494

certo che si deformano eccome,ma è la loro luce che si deforma,non la galassia stessa,giusto?
Quindi è proprio lo spazio che si dilata e se le porta a spasso,mentre la luce definisce la sfera di Hubble!
Mi interessa molto l'evoluzione dell'universo descritta come espansione e contrazione della sfera di Hubble stessa,ma il finale sarebbe tetro!
Domanda
Visto che si parla di "spazio-tempo",il tempo si dilata con lo spazio,resta uguale ,rallenta o accelera??

QUESTE SONO LE COSE CHE VOGLIO CONOSCERE,SAPERE,CAPIRE!

[Zoroastro]

Questo video del celebre Veritasium spiega molto bene il concetto.

https://www.youtube.com/watch?v=XBr4GkRnY04&feature=share

[Red Hanuman]

trovato video inaf,interessante,bello,neppure difficile da capire:

https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://edu.inaf.it/astrodidattica/espansione-universo-galassie/&ved=2ahUKEwiqg8b96ILtAhWIsBQKHfHpAHUQFjACegQIBRAB&usg=AOvVaw1PiHWpoRumpccKJsaiv8Mz&cshid=1605384109494

certo che si deformano eccome,ma è la loro luce che si deforma,non la galassia stessa,giusto?

Esatto. E' il cosiddetto lensing gravitazionale.


Quindi è proprio lo spazio che si dilata e se le porta a spasso,mentre la luce definisce la sfera di Hubble!

La sfera di Hubble è la parte di spazio che ora possiamo vedere, data dal rapporto tra velocità della luce e velocità di espansione dell'universo.


Mi interessa molto l'evoluzione dell'universo descritta come espansione e contrazione della sfera di Hubble stessa,ma il finale sarebbe tetro!
Domanda
Visto che si parla di "spazio-tempo",il tempo si dilata con lo spazio,resta uguale ,rallenta o accelera??

QUESTE SONO LE COSE CHE VOGLIO CONOSCERE,SAPERE,CAPIRE!

Questa è una bella domanda. Se la velocità dello scorrere del tempo cambia non è facile da determinare, ma uno studio spagnolo tempo fa teorizzava che gli effetti che noi interpretiamo come espansione dello spazio fosse in realtà una variazione dello scorrere del tempo...:wtf:

[noviralsky]

Lo ritieni possibile?
Se il tempo variasse con i fenomeni significativi del cosmo bisognerebbe rivedere un bel po' di cose.
Sto leggendo un po' di meccanica quantistica,sono interessato alla teoria dei quanti anche se non ne capisco molto.
La questione "tempo" non mi sembra molto chiara là dentro:tempo unico,tempo variabile,poi c'è il misterioso "entanglement" che,da quello che sono riuscito a capire,funziona al di fuori del tempo.
Ho letto qualcosa sui possibili "quanti" di tempo,un tempo quantizzabile,giusto?
Mi chiedo se potrebbero esistere "quanti" di tempo🤔
Io vado matto per queste cose,ridivento giovane e sveglio🤗

[Red Hanuman]

Lo ritieni possibile?

Possibile, forse sì. Provabile o probabile difficile...


Se il tempo variasse con i fenomeni significativi del cosmo bisognerebbe rivedere un bel po' di cose.
Sto leggendo un po' di meccanica quantistica,sono interessato alla teoria dei quanti anche se non ne capisco molto.
La questione "tempo" non mi sembra molto chiara là dentro:tempo unico,tempo variabile,poi c'è il misterioso "entanglement" che,da quello che sono riuscito a capire,funziona al di fuori del tempo.

L'entanglement è una correlazione univoca tra due sistemi (particelle) che smettono di esistere singolarmente ma sono correlate l'uno all'altro in maniera indissolubile.
Non sono al di fuori del tempo.
Il tempo per la meccanica quantistica è una entità strana, alcuni pensano che il tempo sia una proprietà emergente della meccanica quantistica.


Ho letto qualcosa sui possibili "quanti" di tempo,un tempo quantizzabile,giusto?

In realtà, si tenta di quantizzare lo spazio - tempo, per ricondurre le due teorie principali della fisica che sembrano incompatibili (meccanica quantistica e relatività generale) ad una unica "teoria del tutto".


Mi chiedo se potrebbero esistere "quanti" di tempo🤔
Io vado matto per queste cose,ridivento giovane e sveglio🤗

:biggrin:

[noviralsky]

allora,se ho ben capito,
l'universo sarebbe un "campo
quantico",tempo e spazio ne sarebbero una caratteristica basilare,la gravità potrebbe essere un effetto o funzione quantica e il resto una "sovrastruttura" ,una macro-conseguenza?
Sarebbe possibile spiegare il tutto con una teoria quantico-relativistica integrata!
Allora ci occorre un genio,forse due o tre,nemmeno...Ercole riuscirebbe nell'impresa!🤭🤔😋

[noviralsky]

curioso sul web a proposito di tempo quantistico e dilatazione
del tempo:


https://www.google.com/amp/s/www.galileonet.it/relativita-meccanica-quantistica-tempo/amp/

siamo dunque al primo passo dell'integrazione mecc quantistica con relatività!

Allora ho cercato ancora qualcosa sul "quanto" di tempo e ho trovato questa cosa fenomenale:


https://www.galileonet.it/tempo-piu-piccolo-fotone/

il fotone è un "quanto" di luce,giusto?
se un quanto di luce impiega X zeptosecondi ad attraversare una molecola,non è logico supporre che gli zeptosecondi segnalino la possibilità che esista il Quanto di Tempo?
Adesso ragioniamo bene con calma,perchè io sono emozionato e non ho la laurea in fisica teorica:queste cose mi prendono in un modo che non pensavo😃

[Red Hanuman]

In realtà, la possibilità che il tempo sia discreto è una conseguenza delle leggi della meccanica quantistica. Il quanto di tempo dovrebbe essere il Tempo di Planck (https://it.wikipedia.org/wiki/Tempo_di_Planck), ancora lontano dalle nostre possibilità di misura...

[noviralsky]

ho l'impressione che,alla fine,il tutto risulterã ...discreto a parte gli esseri umani😄😄😃😄