Un modello classico di Universo che conduce alla densità critica

[Bigliardi Stefano]

Come promesso vi presento un semplice modello di Universo basato sulla legge di gravitazione universale e sulla equivalenza massa-energia che porta a determinare la densità di energia-massa dell'Universo esattamente uguale alla densità critica. Per brevità non specificherò il significato di tutti i simboli ben noti a tutti i fisici.
Partiamo dalla legge di Gravitazione Universale scritta però in tre diverse forme:

F= G M₁M₂/r² Interazione massa-massa attrattiva : la legge di

gravitazione Universale


F= G E₁E₂/ c⁴r² Interazione energia -energia ottenuta

sostituendo M =E/c² che in questo modello considereremo repulsiva.


F= G E₁M₂/c²r² Interazione energia-massa repulsiva



Ora consideriamo un "fotone esploratore" di energia E= hf emesso al momento del big-bang che ha viaggiato alla velocità della luce fino ai nostri giorni. Nel suo viaggio avrà risentito dell'interazione energia-energia dovuta al campo energetico dell'Universo ed anche dell'interazione energia-massa dovuta alla massa dell'Universo.
La sua energia sarà la somma di energia cinetica e potenziale . L'energia cinetica del fotone , considerato come una particella di massa hf/c² sarà semplicemente hf. La restante metà di energia sarà potenziale. Notiamo che , poichè la velocità del fotone non può aumentare , l'effetto delle interazioni potrà solo essere una curvatura della traiettoria .Quindi possiamo scrivere




hf = +



Ora considerando l'Universo una sfera di raggio r possiamo sostituire


r³



r³


In cui e rappresentano la densità di energia e la densità di massa dell'Universo.

Infine ,utilizzando la relazione di Hubble v=H r, possiamo sostituire al poso di r= c/H.

Si ottiene alla fine


= *(+c²)

Oppure

()=


cioè la densità totale di energia dell'universo, considerata come somma tra densità di energia (energia oscura)
e densità di massa è esattamente uguale alla densità di energia critica. Questo valore è costante e permette solo scambi tra energia e massa.
Scusate la poca abilità nello scrivere le formule; vi sottopongo questo semplice modello che porta ad un risultato inaspettato per capire dove sono le parti deboli ( secondo me tante). Speriamo in una vivace discussione

[SVelo]

Alle Superiori in Fisica avevo il classico 6 politico, aspetto l'intervento di @Red Hanuman...

[Red Hanuman]

Bah... Al momento, occhio e croce, vedo almeno due - tre criticità.
Mi riservo di verificare meglio nel tardo pomeriggio. Ma oggi ho poco tempo...

[Red Hanuman]

Allora... Spesso e volentieri ci si dimentica che la matematica è un ottimo strumento, ma niente di più.

E' come una penna: si può usare per mettersela nel naso o per scrivere, ma l'uso giusto è solo uno.

Dietro alla matematica ci deve stare una teoria coerente internamente, che la matematica aiuta ad esprimere ed a verificare. Il risultato finale non solo deve essere coerente, ma deve essere aderente alla realtà e possibilmente dirci qualcosa di nuovo, permettendoci di fare previsioni (altrimenti, a che serve?).

Qui, non vedo né coerenza né teoria...

Come promesso vi presento un semplice modello di Universo basato sulla legge di gravitazione universale e sulla equivalenza massa-energia che porta a determinare la densità di energia-massa dell'Universo esattamente uguale alla densità critica. Per brevità non specificherò il significato di tutti i simboli ben noti a tutti i fisici.
Partiamo dalla legge di Gravitazione Universale scritta però in tre diverse forme:

F= G M₁M₂/r² Interazione massa-massa attrattiva : la legge di

gravitazione Universale


F= G E₁E₂/ c⁴r² Interazione energia -energia ottenuta

sostituendo M =E/c²

Stai mescolando Newton con Einstein: perché? Newton è un'approssimazione di Einstein, che non spiegava il comportamento né delle masse (completamente), né della luce. Quindi, o formuli una nuova teoria nel seno di Newton (ed allora non puoi usare Einstein, senza ricavare qualcosa di simile dalla teoria) o usi Einstein (ed allora, non puoi più usare Newton). Non si possono mettere insieme cedri e limoni, e dire che son la stessa cosa...

che in questo modello considereremo repulsiva.

Perchè? Chi l'ha detto? Per quale derivazione logica?

F= G E₁M₂/c²r² Interazione energia-massa repulsiva



Ora consideriamo un "fotone esploratore" di energia E= hf emesso al momento del big-bang che ha viaggiato alla velocità della luce fino ai nostri giorni. Nel suo viaggio avrà risentito dell'interazione energia-energia dovuta al campo energetico dell'Universo ed anche dell'interazione energia-massa dovuta alla massa dell'Universo.
La sua energia sarà la somma di energia cinetica e potenziale .


L'energia cinetica del fotone , considerato come una particella di massa hf/c² sarà semplicemente hf.

Ma il fotone NON ha massa, altrimenti non potrebbe muoversi alla velocità della luce. Quindi, niente energia cinetica...

La restante metà di energia sarà potenziale. Notiamo che , poichè la velocità del fotone non può aumentare , l'effetto delle interazioni potrà solo essere una curvatura della traiettoria .Quindi possiamo scrivere




hf = +



Ora considerando l'Universo una sfera di raggio r possiamo sostituire


r³



r³


In cui e rappresentano la densità di energia e la densità di massa dell'Universo.

Infine ,utilizzando la relazione di Hubble v=H r, possiamo sostituire al poso di r= c/H.

A parte che non si capisce per quale necessità introduci la legge di Hubble... H è costante solo ad un tempo determinato in tutto l'universo, ma è variabile nel tempo, e l'universo è in espansione accelerata...
Ne ottieni qualcosa di impredicibile...

Si ottiene alla fine


= *(+c²)

Oppure

()=


cioè la densità totale di energia dell'universo, considerata come somma tra densità di energia (energia oscura)
e densità di massa è esattamente uguale alla densità di energia critica. Questo valore è costante e permette solo scambi tra energia e massa.
Scusate la poca abilità nello scrivere le formule; vi sottopongo questo semplice modello che porta ad un risultato inaspettato per capire dove sono le parti deboli ( secondo me tante). Speriamo in una vivace discussione

Questa è solo una prima ricognizione, e mi riservo di valutare meglio e con più calma. Comunque...

Mah... A me pare un guazzabuglio di formule messe assieme a caso. Senza offesa...

[Bigliardi Stefano]

Mi permetto di dire che il mio è solo un modello; non avevo certo l'ambizione di scrivere una teoria , che è un'altra cosa. Nella storia della Fisica ci sono tanti esempi, penso all'ipotesi di De Broglie o all'ipotesi dei quanti di Planck. I modelli spesso aprono le porte ad ampliamenti delle conoscenze. In questo modello l'ipotesi nuova è che se esiste un'interazione tra masse, per forza debba esistere tra energie, vista l'equivalenza tra massa ed energia, ed è su questo che bisogna discutere. Tutto il resto è sofismo che non conta nulla.

[Red Hanuman]

Un momento... De Broglie partì dall'ipotesi di un dualismo onda - particella, sviluppandola. Planck suppose che l'energia fosse trasmessa tramite quanti, e sviluppò l'idea. Idee che poi furono verificate.

Qui l'idea sottostante non la vedo proprio...

Ovvero: tu dici che c'è una interazione tra le energie? Perchè? Quali sono i mediatori? Quali le differenze tra i vari tipi di energia? Come vengono classificate? Come pensi di verificare le tue ipotesi? Quali le differenze tra quanto noto ora e quanto determina il tuo "modello"?

Troppo facile buttarla in "Sofismi che non vogliono dire nulla"... Sai quanti ne ho visti qui che, alla prima critica, la buttano come la stai buttando tu? Svicolano senza rispondere...

Tra studiosi seri è un po' diverso: non solo accettano le critiche, ma vengono letteralmente massacrati dai colleghi. Visto di persona (ipotesi sulla fusione fredda).

Allora?

[Bigliardi Stefano]

Speravo in un clima più costruttivo; qui non si tratta di massacrare nessuno.
Quanto agli studiosi seri ti faccio notare che non puoi dire che siccome il fotone non ha massa non ha energia cinetica. Allora gli elettroni emessi per effetto fotoelettrico l'energia cinetica dove la prendono?
Casomai potevi contestare il fatto che io abbia scritto che l'energia cinetica è la metà del totale.
Comunque scusate il disturbo, spero di trovare qualcuno disposto a discutere più serenamente.

[Red Hanuman]

Speravo in un clima più costruttivo; qui non si tratta di massacrare nessuno.

E' quello che dicono tutti, arrivando a questo punto. Non danno risposte e fanno gli incompresi...

Quanto agli studiosi seri ti faccio notare che non puoi dire che siccome il fotone non ha massa non ha energia cinetica. Allora gli elettroni emessi per effetto fotoelettrico l'energia cinetica dove la prendono?

Forse perchè il fotone è dato da una oscillazione di un campo elettromagnetico, ed in un campo elettrico gli elettroni sono soggetti ad una forza, e dunque acquisiscono energia cinetica? Qui mancano o si ignorano deliberatamente le basi...

Casomai potevi contestare il fatto che io abbia scritto che l'energia cinetica è la metà del totale.
Comunque scusate il disturbo, spero di trovare qualcuno disposto a discutere più serenamente.

Mah, peggio per te. Se cadi adesso, figuriamoci con gente più preparata di me...

[Dinamo]

Non è il caso di arrabbiarsi: le critiche sono il motore del miglioramento.

Comunque, @Red Hanuman, non è che potresti spiegarmi meglio questa non-energia cinetica del fotone? Ho le idee un po' confuse.

[Bigliardi Stefano]

Rispondo immediatamente: nel 1905 Einstein ha introdotto i fotoni proprio perchè con le onde elettromagnetiche non si riusciva a spiegare l'effetto ed ha vinto il premio Nobel. Nel 1923 Compton ha trattato l'urto elettrone fotone come un urto tra due particelle a cui si applica la conservazione della quantità di moto e dell'energia. Ma guarda il fotone possiede possiede una quantità di moto e un'energia che può trasferire ad altre particelle come energia cinetica. Prova a dimostrare con le formule, non a chiacchiere, che le oscillazioni elettromagnetiche di un fotone si trasferiscono come energia cinetica ad un elettrone. Sulla costante di Hubble vorrei farti presente che il valore attualmente in uso è dato dal reciproco dell'età dell'universo. La dipendenza temporale della costante è ignota anche se sappiamo che l'Universo è in espansione accelerata. Sul fatto che l'interazione energia- energia debba essere repulsiva è del tutto evidente, altrimenti come potrebbe espandersi l'Universo. Ho qualche dubbio sull'interazione energia - massa e questo è un punto debole, così come è debole dire che l'energia di un fotone è per metà cinetica e per metà potenziale. Per il momento ho finito .