Fisica ...tra Scienza e Mistero (Universo,Energia,Mente e Materia)

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 il "modello ekpyrotico"

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alessandro albor



Numero di messaggi : 43
Data d'iscrizione : 25.10.09

MessaggioOggetto: il "modello ekpyrotico"   Ven Nov 06, 2009 4:45 pm

Filosofi, teologi e scienziati hanno dibattuto a lungo se il tempo è eterno o finito, cioè, se l'universo è sempre esistito o se ha una genesi precisa.
La teoria generale della relatività di Einstein implica finitezza.

Un'universo in espansione deve aver avuto inizio con il Big Bang.
Eppure la relatività generale, cessa di essere valida in prossimità della meccanica quantistica.

La candidata leader di oggi per una teoria completa della gravità quantistica,è la teoria delle stringhe, introduce un quantum minimo di lunghezza come una nuova costante fondamentale della natura, rendendo il concetto stesso di una genesi bangiana praticamente insostenibile.

Quando il Bang ha avuto luogo, non ha comportato un momento di densità infinita, e l'universo potrebbe essere anteriore ad esso.
Le simmetrie della teoria delle stringhe suggeriscono che il tempo non ha avuto un inizio e non avrà una fine.

L'universo potrebbe essere iniziato quasi vuoto e costruito fino al bang, o potrebbe addirittura essere passato attraverso un ciclo di morte e di rinascita.
In entrambi i casi, l'epoca pre-bang ha plasmato il cosmo attuale.

Domande preistoriche:
Esistono, infatti, sin da quando l'Homo sapiens ha lasciato documenti scritti sulla natura circostante.
Hanno cambiato forma di generazione in generazione: ma la loro sostanza è un'invariante dei nostri codici di comprensione, e tale rimane anche nei periodi in cui questi codici subiscono mutamenti forti.
Nell'età di Galilei si stampavano immagini in cui un essere umano cercava di far passare un'asticciola o una mano al di là dei confini dell'universo.
E l'immagine conteneva un quesito che ancora oggi permane nel senso comune: ovvero, se il cosmo ha un confine, quali cose popolano lo spazio situato al di là del confine stesso?

Nel 383 a.C. nasceva a Stagira il grande Aristotele, secondo il quale il mondo non aveva avuto un principio.
Il cosmo era eterno, e non aveva allora senso parlare di un istante iniziale prima del quale non fosse esistito il tempo.
Anche oggi, quando qualcuno parla dell'Universo in espansione, molte persone si chiedono che cosa c'era prima del big bang, e dove stava.
E quando si dice "prima","che cosa" e "dove", si evocano il tempo, la materia e lo spazio.

Come aveva scritto Einstein, nel nostro linguaggio siamo abituati a usare queste tre parole come nomi di entità che si possono pensare come se fossero tra loro indipendenti. Ed è noto che, a suo avviso, avremmo dovuto invece imparare a dire, più semplicemente, che "il mondo è, e non diviene".

Una lezione difficile da apprendere, anche nella chiave ottimistica per cui, come Einstein annotava, la scienza è un affinamento del senso comune, anche quando ci appare da esso estranea.

Se ora torniamo al big bang, incappiamo in buone ragioni per credere che si stiano aprendo nuovi scenari post-einsteniani.

È stato il Big Bang in realtà l'inizio del tempo?
Oppure l'universo esisteva prima di allora?

Una questione del genere sembrava quasi blasfemo solo un decennio fa.
La maggior parte dei cosmologi hanno insistito sul fatto che semplicemente non aveva senso - che a contemplare un tempo prima del Big Bang era come chiedere indicazioni di un posto a nord del Polo Nord.

Ma l'evoluzione in fisica teorica, in particolare l'aumento della teoria delle stringhe, hanno cambiato il loro punto di vista.
Il pre-universo bangiano è diventato l'ultima frontiera della cosmologia.
La nuova disponibilità a prendere in considerazione ciò che sarebbe potuto accadere prima del Bang è l'oscillazione di un pendolo, muovendosi avanti e indietro per millenni.

In una forma o nell'altra, sulla questione si sono impegnati filosofi e teologi in quasi tutte le culture.

E si intreccia con una serie di grandi preoccupazioni,una famosa concetto incapsulato in un dipinto del 1897 da Paul Gauguin:
"D'ou venons-nous? Que sommes-nous? Ou allons-nous?"

Il brano descrive il ciclo di nascita, la vita e la morte - l'origine, l'identità e il destino di ogni individuo - e queste preoccupazioni personali connettersi direttamente alla cosmonogia.

Siamo in grado di rintracciare il nostro lignaggio attraverso le generazioni passati, indietro attraverso i nostri antenati animali, per le prime forme di vita e protovita, agli elementi sintetizzati nell'universo primordiale, all'energia amorfa depositate nello spazio prima?
Il nostro albero genealogico si estendende sempre indietro?
O le sue radici risolvevono la questione?
È il cosmo come impermanente come siamo?

Gli antichi greci hanno discusso l'origine del tempo ferocemente.
Aristotele, per esempio, ha invocato il principio che dal nulla, nulla viene.
Per questa ed altre ragioni, il tempo è necessario per allungare eternamente nel passato e nel futuro.

I teologi cristiani tendevano ad assumere il punto di vista opposto.
Agostino sosteneva che Dio esiste al di fuori dello spazio e del tempo, in grado di portare questi costrutti all'esistenza stessa, certezza con cui poteva creare altri aspetti del nostro mondo.

Quando è stato chiesto: "Che cosa è stato fatto prima che Dio ha creato il mondo?" Agostino rispose: "Il tempo stesso di essere parte della creazione di Dio, non vi era semplicemente non prima!".

La teoria generale della relatività di Einstein ha portato i cosmologi moderni per molto alla stessa conclusione.

La teoria sostiene che lo spazio e il tempo sono morbidi, i soggetti malleabili.
Sulla bilancia più grande, lo spazio è naturalmente dinamico, in espansione o in contrazione nel corso del tempo, portando la materia come relitti sulla marea.

Gli astronomi avevano confermato nel 1920 che il nostro universo è attualmente in espansione:
le galassie lontane si allontanano le une dalle altre.
Una delle conseguenze, come i fisici Stephen Hawking e Roger Penrose avevano dimostrato nel 1960, è che il tempo non può estendersi indietro all'infinito.

Come si gioca la storia a ritroso nel tempo cosmico, le galassie provengono tutti insieme per un unico punto infinitesimo, conosciuto come una singolarità, quasi come se stessero scendendo in un buco nero.

Ogni galassia o il suo precursore è stata schiacciata verso il basso per dimensioni pari a zero.
Quantitativi quali la densità, la temperatura e la curvatura dello spazio-tempo diventano infinite.
La singolarità è il cataclisma finale, oltre la quale i nostri antenati cosmici non è possibile estendere.

Un modo potenziale di muoversi questo problema è da supporre che le particelle elementari come gli elettroni, i fotoni e di quark in realtà sono solo manifestazioni di stringhe minuscole di energia "jiggling" in dimensioni superiori.

Il fatto è che una simile teoria delle stringhe richiede all'universo di avere almeno 10 dimensioni, rispetto ai tre soliti in uno spazio e nel tempo che noi percepiamo.

All'inizio del 2001, i cosmologi Justin Khoury e Paul Steinhardt della Princeton, un altro pioniere inflazionistico, Neil Turok, dell'Università di Cambridge, e Ovrut si sono messi a lavorare sul big bang.

Portando indietro l'orologio nella teoria delle stringhe, hanno scoperto che la nostra placca universale passa attraverso la sua singolarità di partenza in retromarcia, è andato improvvisamente da uno stato di calore intenso, ma finito e la densità di uno che è stato freddo, piatto e per lo più vuoto.

Il processo, presentava anche un'altro tipo di modello.
Correndo in avanti nel tempo, il Big Bang è apparso come niente più di due modelli collassando gli uni negli altri.

Hanno battezzato questo processo il "modello ekpyrotico".

L'unico modello di un universo in contrazione.

Questo scenario rimane una teoria, ma è matematicamente identica alla descrizione della singolarità del Big Bang nella relatività generale, anche questa una teoria.

Il pre-universo Bangiano doveva essere buio, piatto e infinito.
Ma perché dovrebbe essere iniziato in un tale stato?


La risposta, secondo l'ultimo lavoro di Turok e Steinhardt, ha a che fare con l'energia oscura in relazione ai gamma ray burst,le forze che spingono le galassie oltre,con maggiore velocità, ossia, in accellerazione.
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