Categorie: Relatività Spazio-Tempo
Tags: confronto età dell'Universo omogeneità sistemi di riferimento tempo cosmologico
Scritto da: Vincenzo Zappalà
Commenti:19
Orologi sempre sincronizzati ***
Questo articolo è una delle tante "ciliegine cosmiche" che potete gustare QUI
Un'altra "ciliegina" riferita, ancora una volta, al tempo e al... golf!
Questo breve articolo ha un doppio scopo: il primo è quello più banale di sfatare alcune idee che spesso si affacciano nella mente di chi affronta senza la dovuta cautela l'evoluzione e la natura stessa dell'Universo; il secondo, ben più importante, riguarda il nostro amico Frank (tanto per cambiare...). Come forse ricorderete, da alcuni suoi commenti, quando i miei articoli lo stimolano particolarmente a riflettere e a pensare, il livello del suo golf cresce in modo quasi esponenziale. Ne segue che, per farlo arrivare ai vertici più alti, devo escogitare argomenti che lo mettano nelle giuste condizioni di spirito. Ovviamente, essere grandi giocatori di golf vuol dire fare tanti quattrini e vale sempre la regola leonardesca del trentatré, trentatré, trentatré (io tengo anche una figlia...).
Bando agli scherzi (?) e torniamo all'Universo.
Il dubbio che mi sono sentito rivolgere, alcune volte, espresso in termini oltremodo semplicistici, è il seguente: "Noi parliamo tranquillamente di età dell'Universo, come se l'Universo avesse un solo orologio, mentre sappiamo benissimo come il tempo sia curvato, distorto sia dalla relatività generale che da quella ristretta. Questo è un controsenso!"
Prima di rispondere dobbiamo ricordare due cose fondamentali:
(1) tutto ciò che esiste VIVE all'interno dell'Universo. Non esiste un fuori da cui si può "misurare" ciò che capita all'interno (questo è uno dei concetti che ci si deve bene imprimere nella mente).
(2) l'Universo può essere considerato omogeneo, tanto da poter trascurare, in prima approssimazione, i movimenti che avvengono tra un oggetto e l'altro.
Cosa si può, allora, dedurre in modo estremamente semplice?
La relatività ristretta ci dice che il tempo è relativo all'osservatore, ma ci dice anche che il tempo proprio è lo stesso per tutti.
In altre parole, si evidenziano le variazioni del tempo solo se si confrontano due orologi posti in due sistemi di riferimento diversi. Ma, il Cosmo, fin da quando è nato, è considerato omogeneo, per cui gli attori che lo formano possono essere considerati fermi uno rispetto all'altro (tutte le galassie si allontanano a causa dell'espansione, ma in prima approssimazione restano sempre ferme tra di loro). Tradotto in parole più tecniche, ma anche banali: il sistema di riferimento è uno e uno solo (questo non vuol dire che esiste un sistema assoluto, ma solo che l'Universo vive in un solo sistema di riferimento) e, quindi, tutti i suoi orologi devono essere perfettamente (o quasi) sincronizzati tra loro (tempo cosmologico). Se io riuscissi a confrontare il mio orologio con quello di una galassia lontanissima vedrei che essi segnerebbero la stessa ora; in particolare, circa 13.8 miliardi di anni (circa) dal Big Bang. Questo tempo non è altro che quello che si riferisce al sistema del rumore cosmico di fondo, in cui un'immagine dello spaziotempo si collega a un tempo ben determinato (380 000 anni dopo il Big Bang). E' come se vedessimo tutti noi al momento della nascita (o poco dopo).
Sì, va bene, d'accordo... ma, allora, che dire della relatività generale? All'inizio vi era un "campo gravitazionale" enorme, tutta la massa era concentrata in uno spazio piccolissimo. Chissà quali e quante deformazioni del tempo, quali curvature e via dicendo... No, ancora una volta, ricordiamoci che viviamo dentro l'Universo, fin dall'inizio, e quindi dentro a un sistema omogeneo, il che comporta che il campo gravitazionale, per forte che fosse, era uguale dappertutto. Ricordiamoci, infatti, che i "contorcimenti" del tempo avvengono avvicinandosi a una grande massa, ma se siamo dentro a una grande massa omogenea, non capita un bel niente.
Le cose cambierebbero per chi volesse vedere il tutto "da fuori" e si volesse avvicinare a quella enorme massa che continua a diminuire la sua densità. Ma, come più volte ripetuto, nessuno può vedere l'Universo da fuori, dato che non esiste un fuori. Trascuriamo, ovviamente, le ipotesi dei multiversi e cose del genere, dato che non esiste nessuna prova osservativa a riguardo!
Spero di essere stato chiaro e di aver fatto fare a Frank un altro passettino verso il trono assoluto del golf...
19 commenti
Caro Enzo,
dalla lettura di "articoletti" come questo (mi riferisco solo alla brevità), ci si rende conto di alcune trappole in cui si rischia di cadere... leggendo ed innamorandosi di spiegazioni più dettagliate e profonde, che ti accompagnano piano piano verso interpretazioni personali e li...ti mollano, tra universi in espansione e tempi in contrazione.
Per quanto mi riguarda, ammetto che questo tipo di "riflessioni flash" risulta molto utile per tornare ogni tanto con i piedi per terra e sarei ben lieto che tu continuassi ad arricchire di ciliegine la rubrica.
Sono certo infatti che in tutti questi anni di commenti, domande e risposte, ti sei fatto un'idea ben chiara delle errate, o quanto meno semplicistiche, interpretazioni su questa materia.
Grazie come sempre
grazie come sempre a te Giorgio... sono felice che le ciliegine servano anche alla riflessione! Vedrai che ne nasceranno molte altre... ormai è (quasi) Primavera..
Bene bene, quindi per farla breve con un esempio: se volessi dare un appuntamento ad un alieno che sta in un'altra galassia l'unico modo sarebbe quello di stabilire un orario riferito ad una differenza rispetto ai 13,7 miliardi di anni dall'inizio del BB. Riguardo al dove preferisco far finta di niente..........
L’osservatore dirà che il raggio di andata è lungo 50 metri, mentre quello di ritorno è lungo 8,82 metri.
perché mai dovrebbe dire questo? I calcoli che devi fare non sono altro che una costruzione fatta apposta per trovare un risultato che sai già quanto deve venire.
A parte la semplicità dell'esperimento, l'orologio di luce non solo trova un risultato ma ne dà una spiegazione ovvia e non subordinata a quello che si vuole trovare...
Infine, perché mai voler cambiare ciò che è così semplice e intuitivo. Molto meglio cercare di spiegarlo bene...
Se proprio si vuole un metodo "diverso " basta andare qui:
http://www.infinitoteatrodelcosmo.it/2018/09/28/superman-la-relativita-diventa-banale-1-la-dilatazione-dei-tempi/
Dai, Amelia, non è questo il posto dove proporre metodi alternativi a soluzioni che sono più che semplici. Qui si cerca di imparare non di competere!
Meno male che avevo scritto:
"...
dalla lettura di "articoletti" come questo (mi riferisco solo alla brevità), ci si rende conto di alcune trappole in cui si rischia di cadere... leggendo ed innamorandosi di spiegazioni più dettagliate e profonde, che ti accompagnano piano piano verso interpretazioni personali e li...ti mollano, tra universi in espansione e tempi in contrazione.
ENZO GRAZIE DI ESISTERE !
caro Frank, non pensavo fosse una domanda la tua...
Bene bene, quindi per farla breve con un esempio: se volessi dare un appuntamento ad un alieno che sta in un'altra galassia l'unico modo sarebbe quello di stabilire un orario riferito ad una differenza rispetto ai 13,7 miliardi di anni dall'inizio del BB. Riguardo al dove preferisco far finta di niente.........
visto che i nostri orologi sono sincronizzati, per dare un appuntamento, potremmo muoverci tutti e due alla stessa velocità in verso opposto.
Devi tener conto che se voglio raggiungerlo io, il tempo del viaggio sarà molto più corto sul suo orologio, dato che non si muove dal sistema di riferimento iniziale... (ricadiamo nel muone)
Sempre interessanti i tuoi articoli e le tue "ciliegine" -riflessioni.
grazie amici... anche se le ciliegine attirano rompiscatole che un po' si chiamano Ivan e un po' Amelia e chissà che altro. Comunque ho eliminato le sue farneticazioni e le mie inutili risposte
Necessitavo di solo di una conferma, nel senso che non fosse una sciocchezza.
Allora visto che sei in buona e me la servi su un piatto d'argento, perché non possiamo prendere come riferimento temporale assoluto il BB? Almeno la radiazione cosmica di fondo la possiamo prendere come riferimento, se non assoluto, come il più vicino al termine assoluto che abbiamo a disposizione?
Naturalmente sei autorizzato a cancellare anche il mio post. Ahahahahaahah
caro Frank,
vedi che stai migliorando in tutti i sensi? E' proprio quello che viene fatto, dato che è l'unico momento osservabile uguale per tutti. Però non è assoluto, è solo il sistema di riferimento a cui tutti apparteniamo sicuramente. Che poi ci si muova il lungo e in largo, anche a grande velocità, è un fatto in più e a quel punto entra in ballo la RR e la RG...
Sono fiero di te, ma -comunque- sempre 33/33/33 ...
Non cercare di intortarmi, su dai Esprimiti anche riguardo la radiazione di fondo che forse è proprio l'unico riferimento per tentare di calcolare, ad esempio, la velocità a cui si muove la nostra vecchia Terra in modo da compensare tutti i tira e molla dei vari attrattori in cui siamo immersi.
Ma non possiamo fare 50/50???
Beh... è ovvio, è l'unico sistema di riferimento che tutti possono usare per valutare i propri moti. Ma continua a non essere assoluto...
Bravo te! Se facciamo 50 e 50, io poi devo fare 25 e 25... Eh no! Impara dall'ultimo quiz che ho inserito. Se risolvi quello con 5 asterischi diventi sicuramente il più bravo dell'Universo (come golfista).
Miiiii ovvio...... sono mesi, anni, lustri che ci penso, senza trovare il coraggio di chiedertelo.
Beccato con le mani nel sacco, ho pure provato a girarti l'intortamento per distrarti ma a quanto pare gli astrofisici sono ossi duri e più venali dei golfisti.....
Vediamo se ho capito, le 19,47 (tempo universale) da noi sono le stesse, più o meno, fatto salvo campo gravitazionale e quantità di moto locali, dell'alieno Alf sul pianeta Melmac a 39,7 milioni di anni luce.
Dando per assunto, però, che la costante di Hubble sia sempre stata veramente costante, e lo sia stata e lo sia in ogni punto dell'universo.
Costante di Hubble, che se non sbaglio, fornisce risultati difformi, anche se non drammaticamente diversi, in base al metodo di misura usato.
Caro Massimo,
sì, proprio così, anche se la costante fosse cambiata, dato che sarebbe stata costante in tutto l'Universo, istante per istante. Qualsiasi sia stata la linea di Universo niente cambiava, a patto che l'avesse seguita l'intero spaziotempo. Il problema è un problema di misura che sembra dire che qualcosa è ancora sbagliato in uno dei due metodi...
Caro Enzo ho una domanda da porre.
Ammettiamo che ci siano due osservatori gemelli (nati poco dopo la formazione dell’Universo), fermi nella loro posizione dalla nascita di un buco nero primordiale.
Uno dei due osservatori dista qualche decina di anni luce da un buco nero, mentre l’altro si trova poco più in là della sfera fotonica di un buco nero.
Entrambi gli osservatori vogliono misurare l’età dell’universo in un dato istante della sua vita con i loro cronometri che fanno partire appena nati.
Entrambi si trovano ovviamente all’interno dell’universo, ma per loro il tempo non scorre con la stessa rapidità.
Per noi terricoli sono passati 13,7 miliardi di anni dalla CMB (radiazione cosmica di fondo).
Cosa succede in quell’istante per i due osservatori ?
Entrambi misurano la stessa età dell’universo, poiché la luce per entrambi deve viaggiare alla stessa velocità, (semmai ciò che non coincide tra i due è la misura del tempo e dello spazio) ?
I due osservatori misurano un’età diversa dell’universo, poiché per chi si trova in prossimità del buco nero il tempo scorre più lentamente ?
Eh sì Paolino. Nell'ipotesi di partenza si diceva di trascurare gli effetti relativistici., dato che essi introdurrebbero visioni veramente distorte e differenti dello scorrere del tempo dell'altro gemello.
Tu dici: "Uno dei due osservatori dista qualche decina di anni luce da un buco nero, mentre l’altro si trova poco più in là della sfera fotonica di un buco nero". Ma io ho scritto: "Viviamo dentro l'Universo, fin dall'inizio, e quindi dentro a un sistema omogeneo, il che comporta che il campo gravitazionale, per forte che fosse, era uguale dappertutto. Ricordiamoci, infatti, che i "contorcimenti" del tempo avvengono avvicinandosi a una grande massa, ma se siamo dentro a una grande massa omogenea, non capita un bel niente".
Il fatto che uno sia più vicino dell'altro al buco nero vuol dire che essi subiscono un campo gravitazionale differente e quindi cade l'ipotesi del campo omogeneo.
Grazie Enzo per la risposta, chiara come al solito!