WORMHOLES, UNIVERSO E STRINGHE - Nardelli

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8. DIMENSIONI DELL’UNIVERSO 22 Versione 1.0 14/02/2013 Pagina 22 di 30 Edwin Hubble dimostrò che tutte le galassie e gli oggetti astronomici distanti si stanno allontanando l'uno dall'altro, come previsto dall'espansione cosmica. Calcolando lo spostamento verso il rosso dei loro spettri elettromagnetici per determinare la distanza e la velocità di tali oggetti, egli mostrò che tutti gli oggetti si stanno allontanando tra loro e che la loro velocità è proporzionale alla distanza, caratteristica di un'espansione metrica spaziale. Ulteriori studi hanno mostrato che l'espansione è isotropa e omogenea, cioè sembra non avere un punto privilegiato come "centro" dell'espansione, ma appare universale e indipendente da ogni punto "centrale" fissato. La distribuzione isotropa nel cosmo dei lampi o raggi gamma dei wormhole distruttivi e delle supernovae è una conferma del principio cosmologico, ovvero l'universo appare uguale in tutte le direzioni (cioè è isotropo) e ha all'incirca le stesse proprietà in ogni punto (cioè è omogeneo).. Il principio di Copernico ovvero nessuna posizione nell'universo è privilegiata, cioè l'universo non ha un "punto di partenza", non è stato verificato direttamente su scala cosmologica finché non sono stati misurati gli effetti della radiazione cosmica di fondo sulla dinamica dei sistemi astronomici più distanti. La radiazione di fondo è la radiazione elettromagnetica residua prodotta dal Big Bang che permea l'universo. Nonostante lo spazio tra stelle e galassie appaia nero con un telescopio ottico tradizionale, tramite invece un radiotelescopio è possibile rilevare una debole radiazione isotropa di fondo in tutte le direzioni che non è associata ad alcuna stella, galassia, o altro corpo celeste. Tale radiazione cosmica ha intensità maggiore nella regione delle microonde dello spettro elettromagnetico. Se assumiamo come vera l’ipotesi del Big Bang la radiazione era più calda in tempi passati. Il raffreddamento uniforme della radiazione di fondo avvenuto in miliardi di anni è spiegabile se l'universo sta attraversando una fase di espansione metrica. Ad oggi non è stata data una risposta definitiva sulla dimensione dell'universo, né sulla questione della sua finitezza o infinitezza. Le conoscenze ad oggi disponibili, derivate da osservazioni e analisi scientifica, postulano un universo finito ed in espansione.
23 Versione 1.0 14/02/2013 Pagina 23 di 30 Se l'universo non fosse stato in continua espansione progressiva, il suo raggio misurerebbe esattamente la sua età, cioè il suo orizzonte sarebbe a 13,7 miliardi di anni luce; la distanza effettiva di questo orizzonte è più grande, perché nel tempo trascorso affinché la luce possa arrivare fino all'osservatore, questa distanza ha continuato ad aumentare linearmente. Si potrebbe stimare che ipoteticamente se questa recessione fosse a velocità media costante, lo spazio si potrebbe essere espanso per circa 47 miliardi di anni luce (4,7×10 23 km). Questo comporterebbe eventualmente un diametro, dall'osservatore, di 93 miliardi di anni luce, il volume di un tale spazio sarebbe di 5×10 32 anni luce cubici (immaginando una regione sferica); queste dimensioni potrebbero contenere circa 7×10 22 stelle, organizzate in circa 10 11 galassie (cento miliardi), agglomerate, come abbiamo visto, in gruppi, ammassi di galassie e superammassi. Per quanto riguarda la parte osservabile dell’universo, va notato che per le zone più distanti dall'osservazione la recessione avviene a velocità superluminali e la velocità di espansione, poiché in costante accelerazione, non permette alla luce degli oggetti che si trovino oltre la distanza di Hubble di raggiungerci, poiché lo spazio si dilata più velocemente della luce, che non potrà mai raggiungere l'osservatore, creando un orizzonte degli eventi di un buco nero; se si aggiunge la relazione tra spazio e tempo ad oggi considerata valida e la fenomenologia dei buchi neri, in tale orizzonte dell'universo, una stella o particella avvicinandosi al limite, apparirà all'osservatore rallentare, fino ad arrestarsi dopo un tempo quasi infinito sull'orizzonte dove il tempo è quasi zero. Attualmente si pone l'orizzonte dell'universo a circa 16 miliardi di anni luce, che comunque poco si discosta dall’età presunta dell’universo di 13,7 miliardi di anni luce. 9. UNIVERSO OLOGRAFICO, BUCHI NERI E STRINGHE (Contributo di Michele Nardelli) Riguardo alla tesi di un Universo inteso come una sorta di ologramma è utile soffermarci sugli studi condotti da alcuni teorici di stringa sui buchi neri. Essendo la teoria delle stringhe una buona candidata a teoria del tutto, quello che viene descritto per i buchi neri può essere benissimo usato per una maggiore comprensione dell’Universo olografico. Questo tenendo presente anche che l’opposto di ogni buco nero (praticamente un “buco bianco”) può benissimo rappresentare il “seme” di un nuovo Universo nell’ambito di una teoria che concerne un Multiverso Ciclico. Secondo la proposta del fisico teorico G. ‘t Hooft: lo spettro di particelle non finisce alla massa di Planck. Continua con masse indefinitamente grandi che prendono la forma di buchi neri. I buchi neri, come accade per le particelle ordinarie, possono assumere solo valori discreti di massa. Questi valori permessi diventano tuttavia talmente densi e fitti, al di sopra della massa di Planck, da costituire praticamente una banda sfumata. Secondo la congettura di ‘t Hooft, molto probabilmente lo spettro delle eccitazioni di stringa sfuma in quello dei buchi neri più o meno in corrispondenza della massa di Planck, ma senza una separazione netta.
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Page 19 and 20: 7. MATERIA OSCURA NON NECESSARIA 19
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