Modello Cosmologico Stazionario - Parte 0 (abstract, premessa)

[Sandro84]

Riciclo e conservazione dell'energia
Immaginiamo ora come potrebbe essere l'Universo vicino ai suoi confini, la materia e la radiazione non esistono più sono state tutte disgregate trasformandosi in spazio. Lo spazio stesso ha un energia molto bassa e la sua capacità di formare particelle virtuali sarà notevolmente ridotta, o potrebbe benissimo essere del tutto assente (ricordiamoci che cambiando il tessuto dello spazio potrebbero variare le leggi e le costanti della fisica). Tuttavia lo spazio continuerebbe a possedere comunque energia, lo spazio è energia. Ai confini della sfera dell'Universo troveremo quindi un confine che divide lo spazio dal non-spazio, o nulla. Un bordo che divide l'Universo, qualcosa dotato di energia da qualcosa in cui l'energia è assente.
Al centro dell'Universo c'è un continuo apporto di energia sotto forma di spazio, che va a costituire una sorta di Big Bang continuo nel tempo. Partendo dal presupposto di non ammettere violazioni al principio di conservazione dell'energia, in modo tale che l'Universo sia tutto e sempre lo sia stato, ci resta da capire da dove potrebbe arrivare l'energia al centro dell'Universo. L'unica cosa che possiamo fare è ammettere una violazione della seconda legge della termodinamica per il sistema Universo. Dunque in qualche modo lo spazio dai confini dell'Universo è trasportato verso il centro. Otterremo in questo modo una macchina a moto perpetuo, la conservazione dell'energia è mantenuta così come l'entropia. L'Universo resta eternamente ordinato, l'entropia rimarrebbe solo un effetto confinato ad ogni sua parte (poiché in ogni sua parte c'è un flusso di energia che da zone centrali si sposta in zone periferiche).
Ipotizzare che le unità fondamentali siano stringhe ci aiuta a capire un possibile meccanismo attraverso il quale questo riciclo potrebbe essere ottenuto. Supponiamo che il centro dell'Universo eserciti continuamente una debolissima attrazione nei confronti di queste stringhe, la quale rimane trascurabile rispetto alla forza con cui le stringhe sono tenute insieme nel formare lo spazio o qualunque altro tipo di energia. Immaginiamo ora che in prossimità dei confini dell'Universo le stringhe che formano il reticolo dello spazio formino sempre meno legami fra di loro e lo spazio presenti una struttura meno compatta e più debolmente coesa. Quando la forza di attrazione nel centro dell'Universo supera la forza di coesione dello spazio, lo spazio stesso inizierà a disgregarsi rilasciando delle stringhe libere ai confini con il nulla. Questo porterà ad un flusso continuo di stringhe libere che dai confini dell'Universo si sposterà verso il centro. Dato il loro spessore trascurabile le stringhe libere sotto l'influenza di questa forza si orienteranno perpendicolarmente e inizieranno il loro viaggio verso il centro. Non riscontrando attrito con lo spazio (a differenza dei fotoni) potranno viaggiare a velocità superiori a quella della luce immagazzinando una quantità incredibile di energia cinetica. Quando raggiungono il centro dell'Universo urtano contro uno spazio denso formato da stringhe fittamente stipate e l'energia così dissipata viene utilizzata per incorporare queste stringhe libere in nuovo spazio.
Secondo questa visione, in questo istante, un mare di stringhe libere ci sta attraversando. Non è detto che tutte le stringhe libere siano destinate a raggiungere il centro dell'Universo, dovremmo poter assumere che una piccola percentuale di queste stringhe si scontri prematuramente con lo spazio o con altre forme di energia. Questi urti casuali potrebbero avere un effetto sulle fluttuazioni quantistiche del vuoto. Dunque, a maggior ragione, uno spazio più denso, per esempio quello in prossimità di un campo gravitazionale, oltre a possedere di per se più energia, rispetto ad uno meno denso, sarebbe anche in grado di attrarre una quantità maggiore di energia attraverso l'incorporazione di stringhe libere. Osserveremo quindi una maggiore produzione di particelle virtuali ed un effetto Casimir più intenso.

Forze come mancanza di spazio
La forza che trasporta stringhe libere al centro dell'Universo rappresenta il motore che mantiene l'Universo in uno stato stazionario. Potremo chiamarla forza di richiamo di stringhe libere (Free Strings Recall Force FSRF). La materia, la radiazione, le forze, compresa la forza di gravità sono effetti collaterali dovuti ad un eccesso di energia presente nell'Universo. Proviamo ad immaginare che l'Universo abbia un limite alle dimensioni che lo spazio può occupare dovuto alle caratteristiche ed all'intensità esercitata da FSRF. Ipotizzando un caso in cui nell'universo ci fosse stata molta più energia osserveremo comunque un universo stabile e stazionario, cambierebbe la quantità di materia formata e l'intensità della gravità, avremo quindi più galassie ed un tasso di espansione (velocità di flusso) minore, ma il volume dell'intero universo resterebbe comunque lo stesso. Allo stesso modo se nell'universo ci fosse stata meno energia, avremmo un universo con meno galassie, che si espandono più velocemente.
Immaginando di privare costantemente l'universo di energia, arriveremo ad un valore minimo di energia sotto il quale l'universo non potrebbe esistere in forma stabile e stazionaria. Mentre con un valore pari a questo ipotetico valore minimo, osserveremo un universo molto diverso rispetto a quello che osserviamo, l'unica forma di energia presente in questo ipotetico universo sarebbe rappresentata dallo spazio, non esisterebbe materia, radiazione, ne forza di gravità. L'unica forza presente sarebbe la FSRF e lo spazio l'unica forma di energia.

“Tutti sanno che una cosa è impossibile da realizzare, finché arriva uno sprovveduto che non lo sa e la inventa.”
Albert Einstein

[Sandro84]

Punti di forza del nuovo modello stazionario

• Offre una spiegazione di cosa potrebbe essere l'energia oscura.
• Offre una spiegazione di cosa potrebbe essere la materia oscura.
• Concilia la gravità con la meccanica quantistica.
• Prevede nuovi esperimenti in grado di confutare o avvalorare il modello.
• Definisce il concetto di curvatura spazio-temporale.
• Sostituisce il concetto di espansione dello spazio con quello di flusso dello spazio.
• Viene mantenuto il principio di conservazione dell'energia.
• Offre un modello di universo stazionario.
• Da una spiegazione di come e perché nascono le forze.
• Spiega perché nell'universo c'è così tanta energia.

Punti deboli del nuovo modello stazionario

• Presuppone che lo spazio sia composta da unità discrete.
• Si basa su molte speculazioni e su pochi dati empirici.
• Prevede l'incostanza della velocità della luce nel vuoto.
• Definisce l'Universo come anisotropo e disomogeneo.
• Attribuisce all'Universo un centro e dei confini.
• Ridefinisce la CMB come caratteristica dell'universo osservabile e non dell'intero Universo.
• Prevede una violazione della seconda legge della termodinamica.
• Inventa una nuova forza FSRF.

Conclusioni
Avendo una formazione da biologo credo di aver affrontato i problemi fisici e matematici con un approccio diverso dal solito. Ho seguito un certo tipo di ragionamento che mi ha portato a capire che la natura è “unificata”, ovvero l’Universo è interconnesso. In questo caso non è assolutamente possibile avere due teorie della natura che coprano due fenomeni diversi come se una non avesse nulla a che fare con l’altra. Esattamente come l’Universo è unificato, così dovrebbero essere le teorie che lo descrivono. Da questa considerazione ho deciso di focalizzare la mia attenzione sul concetto di quantizzazione dello spazio, considerando lo spazio non come substrato astratto, ma come realtà tangibile e fondamentale della natura, per mettere d'accordo relatività e meccanica quantistica. Inoltre può essere costruttivo ragionare in termini di “questo e quello” piuttosto che ragionare separando “questo o quello”. Ho cercato quindi una teoria il più possibile completa, in grado di abbracciare tutto ciò che sappiamo.
Ho fatto tante speculazioni su qualcosa che non potremmo mai verificare. Spesso si danno per scontate troppe cose quando si parla di Universo e la fantasia non è libera di viaggiare esplorando le possibilità più stravaganti. Infatti non possiamo sapere se l'intero universo sia omogeneo ed isotropo come quello osservabile. Non possiamo sapere se la CMB sia rappresentativa dell'intero Universo o solo dell'universo osservabile. Non possiamo sapere se il Big Bang sia avvenuto ovunque o in un punto preciso. Non possiamo sapere se lo spazio si espande o se l'allontanamento delle galassie sia dovuto ad un flusso di nuovo spazio. Non possiamo sapere se il Big Bang sia un evento avvenuto in un lontano passato o se sia un evento continuo.
Per fortuna, alcune cose, forse un giorno non troppo lontano, potremmo conoscerle. Mi sono venuti in mente solo tre o quattro esperimenti che potrebbero confermare o confutare il modello. Per esempio potremmo capire che l'intensità dell'effetto casimir dipende dalla struttura fine dello spazio nel quale viene misurato. Potremmo comprendere che lo spazio si comporta come un fluido con viscosità bassissima e la velocità della luce dipende da una sorta di attrito esercitato dai fotoni con lo spazio e quindi la velocità della luce non è costante nel vuoto ma varia in base alla struttura fine dello spazio ed in base alla lunghezza d'onda. Potremmo comprendere che la CMB varia nel tempo in maniera del tutto imprevedibile. Potremmo comprendere che la mappatura tridimensionale dell'universo osservabile abbia una sorta di polarizzazione.
Anche se dovessimo confermare tutte queste supposizioni, ed io fossi eletto re incontrastato degli scienziati, saremmo comunque ben lontani dal poter dire che l'Universo funziona in una maniera simile a quella da me descritta.

“Finché l’idea non avrà successo, una persona con una nuova idea è un fanatico.”
Mark Twain

Ringraziamenti
Ringrazio il mio professore del liceo Antonino Cristini per aver acceso la passione per la scienza che è in me. Ringrazio i miei genitori per aver sempre creduto in me e per non avermi mai ostacolato. Ringrazio lo staff e gli utenti del forum “Astronomia.com” per avermi aiutato a comprendere ed imparare cose nuove sull'universo. Ringrazio Lee Smolin, Carlo Rovelli, Stephen Hawking, anche se non li conosco di persona, per avermi dato tantissimo attraverso i loro scritti. Ringrazio mio fratello per tutto l'aiuto ed il supporto che da sempre mi regala.
Dedicato al mio dolce amore Cristina ed ai miei splendidi bambini.