Prova matematica del Big Bang

[Gaetano M.]

Questo è per Enrico C.:) Una prova matematica del Big Bang: https://astronomicamens.wordpress.com/2015/02/03/la-prova-matematica-sullorigine-spontanea-delluniverso/
... e a questo punto anche del "Multiverso". Se si è verificato una volta perchè una sola?

[Enrico Corsaro]

Ciao Gaetano M., grazie per il link. Questo è essenzialmente il modo che anche io reputo più plausibile per spiegare un possibile universo primordiale. Quello che a me non convince è difatto la singolarità matematica, ma non la possibile nascita di un universo da una fase primordiale che sia in accordo con la meccanica quantistica.
Appena posso, vorrei leggere un pò più in dettaglio l'articolo originale così da darti una opinione più approfondita! :)

[Enrico Corsaro]

Ho finalmente trovato un pò di tempo per visionare il lavoro, che potete trovare QUI (http://arxiv.org/abs/1404.1207) in versione elettronica online su arXiv. Quello che propongono è sicuramente molto interessante e secondo me andrebbe preso in considerazione. Assumere che l'universo primordiale si comporti come una funzione d'onda e che sia pertanto soggetto a fluttuazioni quantistiche era già qualcosa di dimostrato, ma quello che non si era riusciti a provare matematicamente era che potesse espandersi esponenzialmente, secondo la teoria inflazionaria.

Questa nuova soluzione dell'equazione di Wheeler-DeWitt, la quale è una equazione differenziale che deriva dalla quantizazzione della RG, cioè la RG riformulata in scale microscopiche, ci permette di spiegare la dinamica dell'universo primordiale in termini quantistici (la cosiddetta cosmologia quantistica). Assumono che l'Universo primordiale fosse una bolla pressochè sferica, omogenea, isotropa e descritta da un solo grado di libertà, cioè il suo raggio (noto in cosmologia come fattore scala) e soggetta ad un cosiddetto potenziale quantico, una forma di potenziale che va a sostituire il ruolo della costante cosmologica, e perfettamente plausibile secondo la teoria di Broglie-Bohm. Ed è proprio qui la chiave di questa dimostrazione, un potenziale quantico che permette l'inflazione, qualunque sia la geometria assunta inizialmente (sia piatta che parabolica che iperbolica).

Alla domanda come tempo, spazio e materia si possano così formare dal nulla loro rispondono come segue: tempo e spazio vengono automaticamente generati già nella soluzione dell'equazione d'onda, mentre la materia potrebbe originarsi dal principio di indeterminazione di Heisenberg, per cui una coppia di particelle virtuali (che si annichiliscono di norma subito dopo essere state create) per effetto dell'inflazione vengono separate al punto da non poter più annichilarsi, generando dunque materia. Non descrivono però la rottura di simmetria, ovvero il fatto che il nostro Universo sia dominato da materia e non da materia e antimateria in egual modo...ma penso che già con questa dimostrazione abbian fatto molto. Si propongono inoltre di calcolare il tasso di creazione di particelle di materia in un lavoro a seguire, vedremo ;).

Aggiungo per chiarezza che non è una prova matematica del Big Bang (che già esiste di per sè) ma della creazione di un Universo da un falso vuoto metastabile, senza la necessità di una singolarità iniziale (data invece dal Big Bang). Certamente come suggerisce Gaetano M. questo implicherebbe che altri universi si siano potuti formare in modo similare, e che quindi il nostro non sia l'unico. Anche se può essere ragionevole pensarlo però, le prove osservative a conferma ciò probabilmente sono e saranno impossibili da ottenere.

[Red Hanuman]

Questo che segue mi pare interessante e promettente.... Tratto dall'articolo linkato da Enrico C.


It is the quantum potential of the small true vacuum bubble that plays the role of the cosmological constant and provides the power for its exponential expansion.

:thinking:

[Enrico Corsaro]

Una notizia fresca fresca, sul potenziale quantico ...a quanto pare sta avendo un grosso impatto mediatico. Il Big Bang sembra non essere più necessario da postulare.

http://phys.org/news/2015-02-big-quantum-equation-universe.html

Il link è in inglese, se riesco per domani ve lo traduco io stesso.
QUI (http://arxiv.org/abs/1404.3093v3) il link all'articolo su arXiv. Articolo pubblicato su Physics Letter B, giornale ad alto impatto scientifico. Questa volta il lavoro è di due indiani.

[SANDRO]

Al di la dell'impatto mediatico, a mio parere si sta prendendo la strada giusta. E se tanto mi da tanto, attenzione all'....... inflazione.

[Enrico Corsaro]

In realtà sembra essere dovuta un pò di chiarezza in questo senso. Leggendo alcune riflessioni di cosmologi, ho trovato una discussione su cosa sia realmente il Big Bang. A dispetto di quanti molti considerano (me compreso), i cosmologi ritengono che il Big Bang non sia la teoria che prevede la singolarità, la quale è semplicemente una incorretta estrapolazione derivante dall'uso improprio della relatività generale in scale di grandezza microscopiche. Con il termine Big Bang in realtà si sta a rappresentare il fatto che l'Universo fosse in passato molto caldo e denso, e nulla di più di ciò (niente singolarità inclusa dunque).
Se questa è dunque la reale definizione di Big Bang, possiamo allora certamente ammettere che sia esistito, dal momento che una serie di evidenze sperimentali ci porta a capirlo in modo diretto, prima fra tutte l'aumentare della temperatura della CBR con il diminuire dell'età dell'Universo.
La strada corretta da seguire sembra dunque essere quella di utilizzare la meccanica quantistica per spiegare un Universo di piccolissime dimensioni, in cui le leggi del microscopico dominano, per poi passare ad una interpretazione data dalla relatività generale una volta che l'Universo si sia espanso abbastanza. Questa secondo un numero sempre crescente di fisici teorici sembra essere la reale interpretazione, e se ci pensiamo un attimo, anche la più logica.

Vi linko il blog di questo professore di Sydney e cosmologo, Geraint Lewis, che ho conosciuto quando ho lavorato in Australia, in cui spiega molto bene e con parole semplici cosa sia il Big Bang e perchè spesso si fa confusione con la singolarità.
http://cosmic-horizons.blogspot.com.au/2013/01/just-what-is-big-bang.html

[Gaetano M.]

Mi ero lamentato in un post di qualche tempo fà che non ci fossero novità degne di nota e invece ultimamente è un fiorire di cose nuove: http://www.media.inaf.it/2015/02/12/big-bang-ali-das/
Enrico questo sì che va contro il Multiverso e contro il Big Bang, un tempo infinito può bastare anche per le mie statistiche.:biggrin:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269314009381 l'articolo originale.

[Enrico Corsaro]

Mi ero lamentato in un post di qualche tempo fà che non ci fossero novità degne di nota e invece ultimamente è un fiorire di cose nuove: http://www.media.inaf.it/2015/02/12/big-bang-ali-das/
Enrico questo sì che va contro il Multiverso e contro il Big Bang, un tempo infinito può bastare anche per le mie statistiche.:biggrin:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269314009381 l'articolo originale.

Si è l'articolo che avevo citato infatti..però c'è un pò di confusione da parte dei media. Lo chiarisce anche il cosmologo intervistato, Carlo Burigana, che con Big Bang ci si riferisce ad un universo primordiale caldo e denso...e non alla singolarità matematica in sè, che è l'estrapolazione ultima. Questo modello proposto dai due egiziani infatti non contraddice affatto l'idea di un universo primordiale caldo e denso, ma rimuove il concetto di singolarità matematica :), quindi secondo me han fatto un bel lavoro!