E=mc^2, m=E/c^2 ????

[Vincenzo Manto]

Intanto buon giorno. Essendo appassionato di cosmologia, oggi vorrei che si trattasse e si discutesse sul Big Bang, ma più in particolare sulla trasformazione dell'energia del Big Bang in massa.
Esaminerei prima i dati della formula:
E= è l'energia meccanica ovvero Ec+Ep ovvero Energia cinetica + Energia potenziale (J, misurata in joule)
m= è la massa, ovviamente non oggetti ma quark (oppure preoni) misurata in kg
c2= definita dai cosmologi come il mezzo di trasformazione ovvero circa 3000002
Ed ora esaminiamo la formula, la più conosciuta formula della fisica, prima o dopo F=G(m1m2)/d2:
E=mc2 ovvero l'energia deriva dal prodotto massa-c2
Questo viene provato nella fissione nucleare dove la somma dei due neonuclei di uranio (f) è minore della massa del nucleo primitivo (g o u) ovvero f<g o f<u dove la massa, una piccola parte, si tramuta in energia e sembra scomparsa, in un'enorme energia visto che è mc2.
Ma per il Big Bang il discorso cambia: secondo la formula inversa per trovare "m", tutto sarebbe m=E/c2. Fin qui tutto normale.
Mi chiedo ora come i fisici e cosmologi non possano capire che è fondamentalmente SBAGLIATA :surprised: ovvero argomenterò.
Abbiamo E=Em o energia meccanica; ciò vuol significare che E=Ec+Ep.
Ora Ec=1/2 mv^2, e Ep=mgh. Notiamo qualcosa di STRANO??:colbert:
Io sì, in m... m compare nella formula Ec e Ep come Em=1/2 mv2 + mgh. Evidenziamo Em= 1/2 m v2 + m gh.
Questo, secondo un ragionamento strettamente logico sarebbe: m=Em/c2=Ec+Ep/c^2=(1/2mv2+mgh)/c2...:shock:
m=(1/2mv2 + mgh)/c2
Ovvero come fa la massa a essere creata da un "energia" che non può esistere senza la MASS, cioè come fa energia derivata da massa a creare massa? E questa domanda vale in logica, fisica e matematica/algebra.
E' una mia impressione o siamo di fronte ad un caso unico E raro in cui la formula inversa è "sbagliata" e la diretta è giusta??
Mi potete spiegare?
Grazie a tutti
:confused:

[Red Hanuman]

Stai mischiando zucchine, melanzane e patate. :hm:
Secondo Einstein, la massa è una forma di energia a se stante, e dunque il principio della conservazione dell'energia deve comprendere complessivamente energia potenziale, energia cinetica e massa.
Tant'è vero che l'energia si converte continuamente in massa e viceversa.
Ci ripigliamo più tardi... ;)

[Vincenzo Manto]

Secondo Einstein, la massa è una forma di energia a se stante,

Fin qua ci sono e lo so, ma la formula inversa dice che un energia che deriva e che ha bisogno di massa per esistere CREI MASSA :confused: .
Come fa in una formula ad esistere un dato prima e dopo l'uguale (ovviamente no del tipo m=2m/1.42 o simili)??
E questo il problema. Einstein introdusse nel suo articolo che energia e massa erano la stessa "cosa" e che la c era il tramite. Ora però non mi coincide il fatto che energia che è generata dal movimento e dall'"energia di posizione" possa generare massa....
Mi potete spiegare, sono confuso... e ancora devo iniziare il liceo quindi....

[Vincenzo Manto]

Ovvero la formula sarebbe:
?=(1/2?v2+?gh)/c2
Non può esistere
Se vogliamo conoscere il valore di m non possiamo trovarlo se ci serve m nella formula. Ovvero per avere una nuova massa ci serve una primordiale che si muova (energia cinetica) e la potenziale che deriva dalla massa, ovvero è l'energia della massa si può dire...
Non possiamo avere la massa che compare dal nulla con questa formula!!!

[Red Hanuman]

No, Vincè…. Non ci siamo. :rolleyes:
Nella prima formula l’energia complessiva Etot è data da Ep(g)+Ec+Em, dove per Em intendo la famosa E=mc2.
Non solo, per avere energia in Ep(g) e Ec ci DEVE essere già una massa presente, altrimenti no energia…


L’equazione che hai proposto Em=Ep+Ec ti consente ottenere l’equivalente in massa dell’energia cinetica e potenziale gravitazionale di un corpo.
Cioè, se volessi trasformare in massa l’energia cinetica e quella potenziale gravitazionale di un corpo, otterresti quella quantità di massa.


In questo caso, quindi, è più che logico che una massa crei una massa, visto che stiamo parlando di due masse diverse. Infatti, la massa nella seconda parte della formula è quella di un corpo, mentre quella nella prima parte è solo l’equivalente di quella energia trasformata in massa (il che è perfettamente possibile).


Nella formula non si parla di masse tout court, ma di energie e dell’equivalenza di queste energie se trasformate nell’una o nell’altra forma.


Senza massa preesistente, niente energia cinetica o potenziale gravitazionale…. :sneaky:


Come ti dicevo, stai mischiando zucchine, melanzane e patate. Per fare la peperonata ci vogliono tutte assieme…… ;)

[Vincenzo Manto]

Tu dici che per avere Ec e Ep ci vuole una massa preesistente e quindi è più probabile che massa crei massa?
Se è così ci siamo intesi male perchè era quello che volevo dire...
Sennò mi puoi spiegare meglio?

[Vincenzo Manto]

In questo caso, quindi, è più che logico che una massa crei una massa, visto che stiamo parlando di due masse diverse. Infatti, la massa nella seconda parte della formula è quella di un corpo, mentre quella nella prima parte è solo l’equivalente di quella energia trasformata in massa (il che è perfettamente possibile).




1 parte m=...
2 parte ...=(1/2mv2+mgh)/c2
giusto??

e poi (wikipedia) in E=mc2 E è solo Em non Etot
E poi mi sembra di aver capito (rileggendo più volte) che la "massa" è solo l'equivalente dell'energia mecc. cioè una trasformazione e basta, non una vera e propria creazione di massa?
E se è così allora come dal nulla il Big Bang avrebbe creato massa?
Grazie ancora per l'assistenza

[Red Hanuman]

Tu dici che per avere Ec e Ep ci vuole una massa preesistente e quindi è più probabile che massa crei massa?
Se è così ci siamo intesi male perchè era quello che volevo dire...
Sennò mi puoi spiegare meglio?

In questa formula, Em=Ec+Ep, mi propongo di trasformare in massa l’energia potenziale e cinetica di un corpo già esistente. Da cui:


m(o)C2=1/2m(c)v2+m(c)gh= (1/2v2+gh)m(c)


dove m(o)= massa ottenuta da conversione massa – energia
e m(c) = massa del corpo preesistente


Ne deriva che m(o)= [(1/2v2+gh)m(c)]/C2. Questo in linea puramente teorica, evidentemente.


L’origine della massa nel BB viene fatta risalire ad oscillazioni quantistiche del vuoto, le quali generano particelle, e alla loro interazione col campo di Higgs.
Ma ci sono modelli nella teoria delle stringhe in cui l’universo è generato dalla collisione di due brane, dalla quale si è sprigionata l’energia che è poi stata convertita in massa. E’ ancora un problema dibattuto, e ci sono diversi modelli che descrivono la nascita dell’universo, sempre partendo dal BB….

[Vincenzo Manto]

L’origine della massa nel BB viene fatta risalire ad oscillazioni quantistiche del vuoto, le quali generano particelle, e alla loro interazione col campo di Higgs.

Grazie mille capito, ci siamo intesi, la mia ipotesi era giusta e sbagliata insieme...
M'interesserebbe capire cosa sono quest'oscillazioni quantistiche del vuoto che generano quindi l'energia che servirebbe per creare massa. Me lo puoi spiegare

[Red Hanuman]

1 parte m=...
2 parte ...=(1/2mv2+mgh)/c2
giusto??

e poi (wikipedia) in E=mc2 E è solo Em non Etot
E poi mi sembra di aver capito (rileggendo più volte) che la "massa" è solo l'equivalente dell'energia mecc. cioè una trasformazione e basta, non una vera e propria creazione di massa?
E se è così allora come dal nulla il Big Bang avrebbe creato massa?
Grazie ancora per l'assistenza

Nono, la massa si crea eccome, partendo dall'energia.
Per esempio, se facciamo collidere due fotoni gamma con la giusta energia otteniamo un elettrone e un positrone. :)


Massa e energia meccanica (?) non c’entrano nulla. La massa E’ energia e viceversa.


Ed è proprio per questo motivo che possiamo creare massa dell’energia. Lo facciamo spesso e volentieri negli acceleratori di particelle tipo l’LHC….

[Red Hanuman]

Grazie mille capito, ci siamo intesi, la mia ipotesi era giusta e sbagliata insieme...
M'interesserebbe capire cosa sono quest'oscillazioni quantistiche del vuoto che generano quindi l'energia che servirebbe per creare massa. Me lo puoi spiegare
Per il principio indeterminazione di Heisenberg (https://it.wikipedia.org/wiki/Principio_di_indeterminazione_di_Heisenberg) nello spazio vuoto si possono generare coppie di particelle - antiparticelle anche dal nulla, purché il tempo della loro esistenza sia inversamente proporzionale all'energia "presa in prestito" dal vuoto. Inoltre, il vuoto possiede una sua determinata energia (energia di punto zero (https://it.wikipedia.org/wiki/Energia_di_punto_zero)), perchè il fatto che l'energia sia quantizzata comporta che non possa mai essere completamente zero, nemmeno nel vuoto.
Combinando le due cose si può immaginare che una fluttuazione quantistica dello spazio possa aver spontaneamente generato tutta la massa presente nell'universo purché in qualche modo la somma delle energie in gioco sia pari a zero.
La cosa sembra impossibile, ma nella fisica quantistica ogni possibilità ha una probabilità non nulla. Quindi, basta avere abbastanza tempo, e.... ;)

[alexander]

Per il principio indeterminazione di Heisenberg (https://it.wikipedia.org/wiki/Principio_di_indeterminazione_di_Heisenberg) nello spazio vuoto si possono generare coppie di particelle - antiparticelle anche dal nulla, purché il tempo della loro esistenza sia inversamente proporzionale all'energia "presa in prestito" dal vuoto. Inoltre, il vuoto possiede una sua determinata energia (energia di punto zero (https://it.wikipedia.org/wiki/Energia_di_punto_zero)), perchè il fatto che l'energia sia quantizzata comporta che non possa mai essere completamente zero, nemmeno nel vuoto.
Combinando le due cose si può immaginare che una fluttuazione quantistica dello spazio possa aver spontaneamente generato tutta la massa presente nell'universo purché in qualche modo la somma delle energie in gioco sia pari a zero.
La cosa sembra impossibile, ma nella fisica quantistica ogni possibilità ha una probabilità non nulla. Quindi, basta avere abbastanza tempo, e.... ;)

Ciao, scusate l'intromissione, ma da quanto ho capito l'energia del vuoto, considerando la globalità dell'universo, non dovrebbe esser nulla.
Ha effetti gravitazionali o antigravitazionali?
In pratica può essere considerata una candidata alla determinazione di cosa è l'energia oscura (sempre se esiste veramente)?
grazie

[Vincenzo Manto]

Per il principio indeterminazione di Heisenberg (https://it.wikipedia.org/wiki/Principio_di_indeterminazione_di_Heisenberg) nello spazio vuoto si possono generare coppie di particelle - antiparticelle anche dal nulla, purché il tempo della loro esistenza sia inversamente proporzionale all'energia "presa in prestito" dal vuoto. Inoltre, il vuoto possiede una sua determinata energia (energia di punto zero (https://it.wikipedia.org/wiki/Energia_di_punto_zero)), perchè il fatto che l'energia sia quantizzata comporta che non possa mai essere completamente zero, nemmeno nel vuoto.
Combinando le due cose si può immaginare che una fluttuazione quantistica dello spazio possa aver spontaneamente generato tutta la massa presente nell'universo purché in qualche modo la somma delle energie in gioco sia pari a zero.
La cosa sembra impossibile, ma nella fisica quantistica ogni possibilità ha una probabilità non nulla. Quindi, basta avere abbastanza tempo, e.... ;)

Grazie mille, ho capito ;)

[Vincenzo Manto]

Ciao, scusate l'intromissione, ma da quanto ho capito l'energia del vuoto, considerando la globalità dell'universo, non dovrebbe esser nulla.
Ha effetti gravitazionali o antigravitazionali?
In pratica può essere considerata una candidata alla determinazione di cosa è l'energia oscura (sempre se esiste veramente)?
grazie

Essendo una "teoria" "ipotesi" l'energia oscura potrebbe essere. Ho fatto dei video su Youtube nel mio canale riguardante materia oscura ed energia oscura. Il link http://www.youtube.com/watch?v=Hz7t9wcgcLY

[Red Hanuman]

Ciao, scusate l'intromissione, ma da quanto ho capito l'energia del vuoto, considerando la globalità dell'universo, non dovrebbe esser nulla.
Ha effetti gravitazionali o antigravitazionali?
In pratica può essere considerata una candidata alla determinazione di cosa è l'energia oscura (sempre se esiste veramente)?
grazie
In effetti, l'energia del vuoto dovrebbe dare un campo gravitazionale repulsivo, e quindi accelerare l'espansione dell'universo. Più o meno quello che dovrebbe fare l'energia oscura.... ;)

[alexander]

In effetti, l'energia del vuoto dovrebbe dare un campo gravitazionale repulsivo, e quindi accelerare l'espansione dell'universo. Più o meno quello che dovrebbe fare l'energia oscura.... ;)

Chissà, magari, davvero è la fonte dell'energia oscura... :D

Chissà perchè, leggendo di fretta qua e la, mi ero fatto l'idea che l'energia del vuoto potesse avere una forza attrattiva e contemporanemante esercitare una qualche forma di effetto repulsivo (simile alla pressione) sulla struttura sub atomica (probabilmente quantizzata) dello spazio tempo.
Forze che più o meno sono in equilibrio tra loro e tra le quali prevale di poco una o l'altra a seconda della densità dello spazio tempo sia locale che globale...

Ma sicuramente ho travisato in pieno! :biggrin:
purtroppo è un argomento veramente complicato.......

[Gaetano M.]

O sono io che non ho capito niente o mi pare che state parlando di due vuoti diversi:biggrin:

Uno all'interno dell'universo e uno all'esterno (che, teoricamente, non dovrebbe neanche esistere).

[alexander]

O sono io che non ho capito niente o mi pare che state parlando di due vuoti diversi:biggrin:

Uno all'interno dell'universo e uno all'esterno (che, teoricamente, non dovrebbe neanche esistere).

Sarebbe meglio chiedere a red...
Personalmente la penso esattamente come te.
Preferirei però pensare al concetto di inesistenza per ciò che non è nel nostro universo.
Per quanto riguarda il vuoto interno all'universo, io lo considero un posto con quasi totale assenza di materia in cui lo spazio tempo è dominato da fluttuazioni quantistiche e dal principio di indeterminazione (particelle virtuali ecc, energia del vuoto...)

[Red Hanuman]

Chissà, magari, davvero è la fonte dell'energia oscura... :D

Chissà perchè, leggendo di fretta qua e la, mi ero fatto l'idea che l'energia del vuoto potesse avere una forza attrattiva e contemporanemante esercitare una qualche forma di effetto repulsivo (simile alla pressione) sulla struttura sub atomica (probabilmente quantizzata) dello spazio tempo.
Forze che più o meno sono in equilibrio tra loro e tra le quali prevale di poco una o l'altra a seconda della densità dello spazio tempo sia locale che globale...

Ma sicuramente ho travisato in pieno! :biggrin:
purtroppo è un argomento veramente complicato.......

Allora... Per l'equivalenza di massa - energia, se esiste l'energia del vuoto è inevitabile che essa eserciti un campo gravitazionale. Nel caso specifico dell'energia del vuoto la relatività generale prevede che il campo gravitazionale sia proporzionale a ρ-3p, dove rho (ρ) è la densità di massa - energia e p è la pressione. La teoria dei quanti, però, prevede che la pressione del vuoto sia sempre negativa e pari a ρ, ragione per cui il risultato della formula precedente è -2ρ, il che corrisponde ad un campo gravitazionale repulsivo, che potrebbe dar vita ad un'espansione del cosmo... ;)

[alexander]

Allora... Per l'equivalenza di massa - energia, se esiste l'energia del vuoto è inevitabile che essa eserciti un campo gravitazionale. Nel caso specifico dell'energia del vuoto la relatività generale prevede che il campo gravitazionale sia proporzionale a ρ-3p, dove rho (ρ) è la densità di massa - energia e p è la pressione. La teoria dei quanti, però, prevede che la pressione del vuoto sia sempre negativa e pari a ρ, ragione per cui il risultato della formula precedente è -2ρ, il che corrisponde ad un campo gravitazionale repulsivo, che potrebbe dar vita ad un'espansione del cosmo... ;)

Veramente molto chiaro, grazie mille! :D