Il Big Bang e il centro dell'universo

Aperto da Eutidemo, 23 Gennaio 2025, 06:22:38 AM

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Eutidemo

Io avevo sempre pensato che il centro dell'universo si trovasse in quel  punto dell'universo, in cui era iniziato il BIG BANG; che io, per analogia, assimilavo ad una semplice ESPLOSIONE di materia ed energia in uno spazio vuoto.
Come, appunto, nelle due seguenti immagini:
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A quanto mi è stato dato di leggere quasi ovunque, invece, la mia idea intuitiva risulterebbe del tutto erronea; ed infatti, almeno secondo la maggioranza dei cosmologi, l'analogia più corretta non andrebbe fatta con una bomba, bensì  con un ipotetico PALLONCINO.
***
Questa analogia che si utilizza frequentemente è quella descritta dagli scienziati Arthur Eddington e Fred Hoyle, rispettivamente nel 1933 e nel 1960; essa considera l'espansione dell'Universo alla stregua dell'espansione della superficie di un palloncino che viene gonfiato.
Supponiamo quindi di disegnare sul palloncino con un pennarello una serie di punti, con ogni punto rappresentante una galassia e con la superficie del palloncino che rappresenta lo "spazio-tempo".
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All'istante zero, il palloncino è sgonfio e tutti i punti sono vicini l'uno all'altro; per cui, se potessimo sgonfiare il palloncino all'infinito, ogni punto su di esso avrebbe distanza zero l'uno dall'altro. Gonfiando il palloncino, esso si espande e i vari punti "sembrano" allontanarsi gli uni dagli altri.
***
Però, in realtà, non sono i punti stessi a muoversi, bensì è la superficie del palloncino che si espande; cioè, le distanze tra i punti aumentano in maniera simile a come aumentano le distanze tra le galassie "a causa non del loro movimento, bensì a causa dell'espansione dell'Universo". Essendo il palloncino simile in ogni suo punto, ovvero omogeneo, non è possibile definire un "centro" da cui i punti si espandono, ma essi, secondo la maggioranza dei cosmologi, lo fanno in maniera uguale ed uniforme in ogni punto della superficie del palloncino.
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Personalmente non riesco a comprendere bene tale ipotesi.
Ed infatti il palloncino è soltanto una superficie "curva" (e "cava") che  racchiude uno spazio vuoto, così come nella seguente immagine tratta da un sito che spiega la tesi di Einstein riguardante l'universo.
Ma, se così fosse:
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1)
A mio parere, comunque, sia una "sfera cava" (palloncino), sia una "sfera piena" (palla da biliardo), hanno entrambe un "centro geometrico".
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2)
Dire che sgonfiando il palloncino "all'infinito", ogni punto su di esso avrebbe "distanza zero" l'uno dall'altro, secondo me, equivale a dire che si tratta di "un punto solo"; ma diciamo pure che si tratta di punti talmente vicini, da sovrapporsi gli uni agli altri.
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3)
Dire che, poi, gonfiando il palloncino, esso si espande e i vari punti "sembrano" soltanto allontanarsi gli uni dagli altri, mentre, invece, in realtà, non sono i punti stessi a muoversi, bensì è la superficie del palloncino che si espande, mi sembra un ragionamento alquanto oscuro.
Ed infatti, a mio parere, sarebbe molto più corretto dire che, gonfiandosi il palloncino, esso si espande e, "di conseguenza", i vari punti disegnati su di esso, non solo si allontano effettivamente gli uni dagli altri (come verificabile con un centimetro da sarto), ma, inoltre, aumentano anche di dimensione, cessando di essere dei semplici punti infinitesimali.
Un po' come accade con le galassie.
***
.
Tutte queste mie semplicistiche osservazioni da profano, però, si fondano sul fatto che il fenomeno del BIG BANG, comunque lo si consideri, è costituito dall'espansione di un "universo in gran parte  pieno", di materia e di energia, in uno "spazio totalmente vuoto" che lo circonda (e arretra progressivamente al suo avanzare).
***
Tale spazio vuoto, secondo me:
- è "limitato" verso l'interno, in quanto "confina" con il nostro universo  (spazio pieno), che ne è inglobato;
- è però "illimitato" verso l'esterno, in quanto o non confina con nient'altro, oppure, se  "confina" con altri universi come il nostro, li ingloba come un mare infinito ingloba le sue bolle.
***
Tuttavia, come ho già detto, le mie ipotesi sono in contrasto con (credo) l'intera comunità degli astronomi; per cui è inevitabile che esse siano da considerarsi errate.
Ed infatti, (credo) l'intera comunità degli astronomi ritiene che:
.
1)
Il Big Bang permette di spiegare il cosiddetto "principio cosmologico": e, cioè, che osservando la distribuzione di galassie nel cosmo, su larga scala, l'Universo appare:
- "omogeneo" (identico in ogni suo punto);
- "isotropo" (identico in ogni direzione si guardi).
***
A me e a Van Gogh, almeno ad occhio nudo, la cosa non sembra; però nessuno di noi due ha mai visto l'universo con un telescopio!
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2)
Il Big Bang non è una "esplosione nello spazio", bensì una "esplosione di spazio"; cioè, l'Universo non si sta espandendo da un determinato centro nello spazio vuoto, ma è piuttosto l'intero Universo che si espande e lo fa in misura uguale in tutti i punti di esso.
.
3)
L'assunto di cui al punto 2), viene spiegato considerando "l'Universo  come la totalità di tutto ciò che esiste"; per cui chiedersi in cosa si sta espandendo e se c'è qualcosa al di fuori di esso, secondo la maggioranza degli scienziati, sarebbe una domanda priva di fondamento.
Ed infatti, poiché l'espansione è semplicemente una della sue proprietà intrinseche, che crea nuovo spazio-tempo, una nuova parte di se stesso e quindi di tutto ciò che esiste.
.
***
Pur dovendo ammettere la mia crassa ignoranza in materia (e, forse, proprio a causa di essa), sinceramente proprio non riesco a capire tali affermazioni!
***
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Però, al riguardo, almeno per cercare di capire quello che dicono i cosmologi, occorre distinguere tra:
- "Universo osservabile" (col telescopio), fin da dove ci giunge la luce;
- "Universo inosservabile" (fuori della portata del più potente telescopio), laddove la luce non ci arriva, perchè ne è troppo lontana la fonte.
.
***
Ed infatti ogni osservatore nell'Universo è in grado di vedere solo la luce che proviene dal cosiddetto Universo visibile o osservabile da quel punto di vista; cioè, quella regione sferica "finita" dell'Universo, centrata su di un ipotetico osservatore, che contiene tutta la materia che può essere osservata da lì, avendo la luce avuto il tempo di raggiungere l'osservatore in questione dall'inizio dell'espansione dell'Universo.
***
Sotto questo aspetto:
- se l'universo (quasi) pieno di materia ed energia è di dimensioni infinite, ad ogni osservatore  sembrerà di trovarsene al centro (ma allora non capisco come tale universo potrebbe ancora espandersi, visto che è illimitato);
- se, invece, l'universo pieno di materia ed energia è di dimensioni finite,  ci  saranno necessariamente degli ipotetici e periferici  osservatori  che potranno vederne i confini (oltre i quali c'è il vuoto, da cui non proviene nessuna luce perchè non c'è niente che possa generarla).
***
Secondo me questa è una cosa, che, almeno attualmente, non è verificabile.
***
Tuttavia, per concudere:
- sia che il Big Bang sia non sia una "esplosione nello spazio, bensì una esplosione di spazio";
- sia che il Big Bang sia una "esplosione di spazio" (relativamente) pieno di materia e di energia, che si espande in uno spazio (completamente) vuoto di materia e di energia;
- entrambi fanno parte di un unico "UNIVERSO", probabilmente infinito, in parte pieno ed in parte vuoto.
Perchè il vuoto non è il nulla, e, quindi, esistendo, fa parte dell' "UNIVERSO"
***
Ma le mie sono solo le semplicistiche considerazioni di un profano; il quale, di astronomia, se ne intende quanto un bue se ne intende di fisica quantistica.
***

iano

#1
Citazione di: Eutidemo il 23 Gennaio 2025, 06:22:38 AM
Personalmente non riesco a comprendere bene tale ipotesi.
Ed infatti il palloncino è soltanto una superficie "curva" (e "cava") che  racchiude uno spazio vuoto, così come nella seguente immagine tratta da un sito che spiega la tesi di Einstein riguardante l'universo.
L'analogia è fra uno spazio a tre dimensioni e uno a due dimensioni, cioè fra l'universo e la superficie di una sfera, e non si estende a ciò che sta fuori e dentro la sfera.
Cioè non è un analogia fra uno spazio a tre dimensioni e un altro spazio a tre dimensioni, come avremmo se considerassimo l'universo in analogia a un panettone che lievita, dove le galassie sono le uvette, che però sarebbe imperfetta, perchè a differenza della sfera il panettone non è una superficie illimitata, benché finita, come lo è quella della sfera.
L'universo contiene ogni cosa, e dunque nell'analogia, contenendo la superficie della sfera ogni cosa, non c'è da considerare il suo dentro e il suo fuori, perchè il suo dentro e il suo fuori non fanno parte dell'analogia.
Il fatto che la superficie della sfera possegga, fuori dall'analogia, un dentro e fuori, è invece propriamente ciò che ci consente di vedere in modo indiretto, ''per analogia'', ciò che non ci è possibile vedere in modo diretto. L'analogia è un modo di ridimensionare l'universo a beneficio di una immaginazione, la nostra, che ha gli stessi limiti della nostra vista.
L'analogia ha inoltre un senso perchè i due spazi posti in analogia fra loro, pur essendo diversi (diversamente non sarebbe necessaria l'analogia) si comportano allo stesso modo.
Quindi poter ''vedere'', anche solo immaginandolo, (esperimento mentale), come si comporta uno, ci consente di ''sapere'' per analogia  come si comporta l'altro.
Non sempre in fisica è possibile fare queste analogie, cioè non sempre è possibile trovare un oggetto accessibile alla nostra immaginazione che si comporti in modo analogo a quello di nostro interesse,ma questo però non è un vero limite per i fisici, in quanto il modo in cui l'oggetto si comporta può essere descritto matematicamente, anche se per noi esso non sarà ''immediatamente evidente'', rendendosi appunto necessaria la mediazione della matematica.

Questo fatto a sua volta ci consente di fare una analogia della matematica con la vista, per ''riguardare la vista'' in altro modo, laddove la vista è per analogia un modo limitato allo spazio a tre dimensioni di fare matematica, laddove la matematica questo limite alle tre dimensioni non possiede.
Grazie a ciò Einstein ha potuto teorizzare il suo spazio a 4 dimensioni, laddove è improprio matematicamente dire che la quarta dimensione è il tempo, avendo ciò solo un significato fisico.
Le dimensioni di uno spazio matematico non hanno alcun significato, e questo consente in ambito di applicazione alla fisica di dargli il significato che di volta in volta si ritiene opportuno.

Riassumendo, l'opera di Euclide, che è stata quella di descrivere matematicamente ciò che a tutti era già evidente a cosa mai dovrebbe essere servita nella sua ridondanza?
Da quanto detto sopra oggi a noi l'utilità dell'operazione dovrebbe essere più evidente di quanto non lo fosse allo stesso Euclide, trovandoci nelle condizioni di dover trattare di spazi che tale ridondanza non possiedono, laddove mostra di essere sufficiente la descrizione matematica dello spazio, anche quando manchi la ridondante evidenza.
Eienstein: ''Dio non gioca a dadi''
Bohr: '' Non sei tu Albert, a dover dire a Dio cosa deve fare''
Iano: ''Perchè mai Dio dovrebbe essere interessato ai nostri giochi?''

Eutidemo

Ciao Iano. :)
non per tua colpa, bensì per la mia insipienza in materia, temo di aver compreso solo in parte quello che hai scritto.
***
Comunque, in base a quello  che hai scritto, mi sono accorto che la mia conclusione era incompleta.
***
Ed infatti avrei dovuto ulteriormente precisare:
a)
Oggi sappiamo che (almeno secondo gli astronomi) il "diametro" dell'"Universo osservabile" è di circa 93 miliardi di anni luce; per cui, per trovare il centro di tale '"Universo osservabile", secondo me basterebbe incrociare due diametri.
b)
Non sappiamo, invece, cosa ci sia (o non ci sia) oltre il "diametro" dell'"Universo osservabile"; quindi, in tal caso è impossibile sapere quale sia il centro dell'"Universo esistente oltre quello osservabile".
***
Comunque se quest'ultimo, come credo, fosse infinito, secondo me si potrebbe dire:
- sia che non abbia alcun centro;
- sia che abbia il centro in ciascuno dei suoi punti.
Il che, in fondo, mi pare che sia la stessa cosa.
***
Un cordiale saluto! :)
***

iano

#3
Citazione di: Eutidemo il 23 Gennaio 2025, 13:36:37 PM
Ciao Iano. :)
non per tua colpa, bensì per la mia insipienza in materia, temo di aver compreso solo in parte quello che hai scritto.
***
Comunque, in base a quello  che hai scritto, mi sono accorto che la mia conclusione era incompleta.
***
Ed infatti avrei dovuto ulteriormente precisare:
a)
Oggi sappiamo che (almeno secondo gli astronomi) il "diametro" dell'"Universo osservabile" è di circa 93 miliardi di anni luce; per cui, per trovare il centro di tale '"Universo osservabile", secondo me basterebbe incrociare due diametri.
b)
Non sappiamo, invece, cosa ci sia (o non ci sia) oltre il "diametro" dell'"Universo osservabile"; quindi, in tal caso è impossibile sapere quale sia il centro dell'"Universo esistente oltre quello osservabile".
***
Comunque se quest'ultimo, come credo, fosse infinito, secondo me si potrebbe dire:
- sia che non abbia alcun centro;
- sia che abbia il centro in ciascuno dei suoi punti.
Il che, in fondo, mi pare che sia la stessa cosa.
***
Un cordiale saluto! :)
***
La superficie della sfera non ha un centro perchè il centro della sfera non sta sulla superficie della sfera. E' la sfera a possedere un centro, non la sua superficie, laddove per possedere bisogna intendere che lo comprenda.
Se la superficie non comprende il ''suo centro'', allora essa non ha un centro, ma è la sfera ad averlo, e lo abbiamo detto ''suo'' in modo improprio.
Allora, posto che per analogia possiamo rappresentare l'universo come la superficie di una sfera, e non come una sfera, esso sarà limitato senza avere un centro.
La superficie della sfera però non è l'universo, ma una sua descrizione.
Le contraddizioni sorgono quando assimiliamo la realtà alle sue rappresentazioni.
La rappresentazione di una cosa può stare solo per analogia al posto di quella cosa.
Inoltre io soggettivamente metto in dubbio che l'evidenza delle cose possa stare al posto delle cose stesse, cioè coincidere con esse stesse.
Questa posizione filosofica ha dei pro e dei contro.
Il pro è che se mai esistessero cose prive di ogni evidenza, non perciò noi non potremo conoscerle, e l'universo temo sia una di quelle cose.
Tutto ciò che noi possiamo vedere nella sua immediatezza possiede un centro, ma per fortuna la scienza non possiede i limiti della vista con le sue evidenze, potendo considerare anche ciò che esiste senza possedere in modo evidente un centro.
L'universo non è la superficie di una sfera, ma come quella si presenta omogeo., e quindi possiamo confonderlo con quella solo ai fine di una rappresentazione della sua omogeneità, senza andare oltre questo limitato scopo, pena cadere in contraddizione.
Quello che la scienza sembra averci insegnato è che gli occhi non sono l'unica finestra aperta per la mente sulla realtà, ponendo per noi la possibilità di includere come suo componente anche ciò che non possiede evidenza.
Nella misura in cui la nostra comprensione resta invece vincolata all'evidenza, allora dovremo ammettere che ci sono cose che potremo conoscere, senza pur comprenderle.
Saremmo allora per analogia come la superficie di una sfera, che possiede un centro, senza comprenderlo.
Eienstein: ''Dio non gioca a dadi''
Bohr: '' Non sei tu Albert, a dover dire a Dio cosa deve fare''
Iano: ''Perchè mai Dio dovrebbe essere interessato ai nostri giochi?''

Eutidemo

Ciao Iano :)
Hai ragione, mi ero espresso male!
Ed infatti, parlando di diametri da incrociare per trovarne il centro, mi riferivo, ovviamente, ad una "sfera tridimensionale"; perchè la superficie di una sfera riportate su un piano, ovviamente non ha un centro. 
Come, ad esempio, nel caso della proiezione del globo terrestre di Marcatore.
***
Un cordiale saluto :)
***
P.S.
Se gli astronomi affermano che l'universo osservabile ha 93.000 miliardi di anni luce di "diametro", a mio parere sottintendono che abbia una forma "sferica"; ed infatti non mi pare che nessuno sostenga che  l'universo osservabile abbia la forma di un "cerchio piatto"!

iano

#5
Citazione di: Eutidemo il 24 Gennaio 2025, 12:44:16 PM
P.S.
Se gli astronomi affermano che l'universo osservabile ha 93.000 miliardi di anni luce di "diametro", a mio parere sottintendono che abbia una forma "sferica"; ed infatti non mi pare che nessuno sostenga che  l'universo osservabile abbia la forma di un "cerchio piatto"!

Cosa si intende per diametro dell'universo ''superficie di sfera'' se il diametro della sfera non sta dentro l'universo? Perchè se non sta dentro l'universo allora non esiste, e se esiste non è il diametro della sfera.




 
Eienstein: ''Dio non gioca a dadi''
Bohr: '' Non sei tu Albert, a dover dire a Dio cosa deve fare''
Iano: ''Perchè mai Dio dovrebbe essere interessato ai nostri giochi?''

Eutidemo

Ciao Iano :)
Per diametro dell'"universo osservabile" non può che intendersi il diametro di circa 93 miliardi di anni luce, la cui luce è percebile dagli astronomi nel raggio  43,5 miliardi di anni luce in ogni direzione.
***
Non sappiamo, invece, cosa ci sia (o non ci sia) oltre il "diametro" dell'"Universo osservabile"; quindi, in tal caso è impossibile sapere quale sia il centro dell'"Universo esistente oltre quello osservabile".
***
Comunque se quest'ultimo, come credo, fosse infinito, secondo me si potrebbe dire:
- sia che non abbia alcun centro;
- sia che abbia il centro in ciascuno dei suoi punti.
Il che, in fondo, mi pare che sia la stessa cosa.
***
Un cordiale saluto! :)

iano

#7
Citazione di: Eutidemo il 25 Gennaio 2025, 17:21:20 PM
Comunque se quest'ultimo, come credo, fosse infinito, secondo me si potrebbe dire:
- sia che non abbia alcun centro;
- sia che abbia il centro in ciascuno dei suoi punti.
Il che, in fondo, mi pare che sia la stessa cosa.
Si, e lo si può dire anche se fosse finito, come lo è la superficie di una sfera.

Quello che però secondo me è importante sottolineare è che anche quando non avessimo a disposizione l'analogia dell'universo come superficie di una sfera, ciò che ci permette di comprendere come un punto dell'universo valga l'altro, cioè anche quando non riuscissimo a immaginare la cosa, possiamo arrivarci col solo ragionamento, dove per ragionare intendo ciò che può fare ''anche'' una macchina priva di immaginazione.
La differenza, se il ragionamento lo facciamo noi, e che lo seguiamo passo passo, potendone confermare la correttezza, mentre se lo fa la macchina non possiamo controllare.
Dunque ci dovremo fidare? Si.
L'alternativa è non usare la macchina, se non proprio evitare di costruirla, accettando i nostri limiti di ragionamento, o ridurre ancor più questi limiti, riconducendoli a quelli della nostra immaginazione.
Se invece accettiamo di superare i limiti della nostra immaginazione dovremo rinunciare a capire.
Che sia vero ad esempio il teorema di Pitagora non è cosa che possiamo comprendere, ma solo dimostrare, e perciò potremo dimostrarlo direttamente noi, o affidare il compito a una macchina priva di comprensione.
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iano

#8
Il precedente lungo inciso,  per giungere a dire che, ''immagino'' che si possa anche parlare di diametro dell'universo sfera, anche se non ne se sono certo, il quale però come abbiamo detto non è comunque il diametro della sfera, cosi come si può parlare ancora di rette più in generale, che non sono però le rette che possiamo immaginare nello spazio tridimensionale Euclideo, per il fatto che esso è propriamente lo spazio della nostra immaginazione, intendendo però il quale come spazio proprio dell'universo, otre che della nostra immaginazione, certe cose non si possono dimostrare prima ancora che comprendere.
Per spiegarle dovremo ipotizzare dunque uno spazio di tipo diverso, in genere uno spazio non euclideo, ciò che taglierà fuori la nostra immaginazione, strettamente legata a quello spazio.
La scienza , laddove non comprende, si accontenta di dimostrare.
La scienza con ciò non ci aiuta a comprendere l'universo, ma si limita a darci strumenti per rapportarci con esso, i quali stanno al posto della sua comprensione, nella misura in cui comprenderlo ci permette di rapportarci con esso, senza  essere l'unico modo per farlo, ciò che ci permette di superare i limiti della nostra comprensione.

Ci sono cose che non potremo capire, come ad esempio la meccanica quantistica, e questo è il motivo per cui Bohr affermava, parafrasandolo, che chi dice di averla capita non ha capito... che non c'è niente da capire.

La lezione che ci ha dato Euclide a sua insaputa, cioè col senno di poi, è che se possiamo ridurre ciò che possiamo immaginare ad un ragionamento che possa stare al posto della nostra immaginazione, allora potremo indagare la realtà superando i limiti della nostra immaginazione.
 
Ma se il ragionamento può stare al posto dell'immaginazione, non sempre è vero purtroppo il contrario.
Potremo in certi casi ancora usare l'immaginazione in forma residuale, attraverso analogie , quando le troviamo, come quella dell'universo ''superficie di sfera'', senza confondere però l'universo con la superficie di una sfera.
Cioè l'universo NON E' LA SUPERFICIE DI UNA SFERA in particolare, e in generale non è nulla che possiamo immaginare, ma solo ciò su cui si può ragionare, laddove l'immaginazione fino a un certo punto vale, e fino a un certo punto in effetti è valsa in modo esclusivo, al fare questi ragionamenti.
Eienstein: ''Dio non gioca a dadi''
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