Comportamento dello spazio-tempo

[alexander]

Ciao a tutti!

Dopo aver finito coi i coni di luce avevo intenzione di fare un bel ripassino sugli articoli relativi ai buchi neri.
Purtroppo però mi è subito venuta in mente una domanda a cui, salvo errori, non ho trovato molto all’interno del sito.
Mi rendo conto che probabilmente il concetto su cui si fonda il mio dubbio è sbagliatissimo altrimenti, come dice spesso Enzo, qualche grande scienziato del passato ci avrebbe sicuramente pensato e messo su una bella teoria adesso conosciuta anche dai bambini!
Però è anche brutto porsi una domanda e non riuscire a rispondersi quindi chiedo un po’ di comprensione e qualche risposta se possibile!

Le vecchie ipotesi di inizio secolo scorso sul fatto che potesse esistere un etere (un mezzo all’interno dell’universo in cui la luce e tutto il resto viaggia) è stata smentita da numerose prove sperimentali.

Però certe volte, quando si parla dello spazio-tempo e di alcune sue caratteristiche tipo la curvatura in presenza di massa (vedi ad esempio in corrispondenza di un buco nero), l’elasticità, la diramazione al suo interno delle onde gravitazionali (se effettivamente esistono) ecc, alcune persone come me che non hanno un importante bagaglio di conoscenze scientifiche alle spalle hanno quasi la sensazione che la meccanica dello spazio tempo risponda in modo molto simile alla meccanica dei fluidi…

Sicuramente è sbagliato ma quando si guarda (usando come punto di osservazione la superficie dell’acqua) un mulinello o un vortice in mare è difficile non equipararlo all’orizzonte di un buco nero (singolarità esclusa… forse).

E da qui viene allora la seguente domanda:

Se effettivamente non fosse molto sbagliato questo paragone e quindi lo spazio tempo possa essere pensato come un qualcosa con comportamenti simili a quelli di un fluido, viene spontaneo chiedersi quali sono le proprietà dello spazio tempo che determinano questa meccanica… in particolare di che cosa o di che materiale è fatto?

In passato mi sarei risposto che il materiale di cui è fatto lo spazio tempo è l’energia però, in base a una vecchia discussione sempre all’interno del forum, credo di aver capito che non sarebbe proprio corretto pensarla cosi…
Almeno credo…

Che ne pensate voi?

Grazie e ciao a tutti

[Red Hanuman]

Mi lancio in una risposta, anche se, ovviamente, lascio la spiegazione corretta ad Enzo.
Nella tua domanda è in parte già presente una risposta; infatti il paragone lo fai con la superficie di un fluido, e non con l'intero fluido stesso.
Quindi, più che di meccanica dei fluidi, occorre parlare della geometria di una superficie. Il punto è proprio questo.

Quando parliamo di buchi neri, onde gravitazionali ecc. consideriamo variazioni della geometria dello spazio - tempo, che da euclidea (come ce la immaginiamo di solito, cioè riferita ad una superficie piana) diventa non - euclidea (cioè riferita a superfici curve).

Il tutto, poi, non lo possiamo riferire solamente ad un piano, ma dobbiamo pensarlo quadridimensionale (il che complica notevolmente le cose, ma volendo possiamo complicarle ulteriormente, pensando ad un'eventuale trasformazione della coordinata di tipo tempo in una di tipo spazio e viceversa... Esoterismo scientifico, insomma).

La cosa che ti lascia perplesso è che queste mutazioni di geometria di solito le associamo ad un'oggetto, tipo un foglio di carta, mentre con lo spazio - tempo dobbiamo sforzarci di pensare che esso stesso si modifichi; il che significa che qualsiasi oggetto immerso in uno spazio - tempo curvo muta la sua geometria senza apparentemente subire forze (senza che nulla o nessuno pieghi il foglio).
Ma questo è un'errore concettuale nostro, perché siamo abituati a ragionare con piani euclidei....

[Vincenzo Zappalà]

Ciao a tutti!

Dopo aver finito coi i coni di luce avevo intenzione di fare un bel ripassino sugli articoli relativi ai buchi neri.
Purtroppo però mi è subito venuta in mente una domanda a cui, salvo errori, non ho trovato molto all’interno del sito.
Mi rendo conto che probabilmente il concetto su cui si fonda il mio dubbio è sbagliatissimo altrimenti, come dice spesso Enzo, qualche grande scienziato del passato ci avrebbe sicuramente pensato e messo su una bella teoria adesso conosciuta anche dai bambini!
Però è anche brutto porsi una domanda e non riuscire a rispondersi quindi chiedo un po’ di comprensione e qualche risposta se possibile!

Le vecchie ipotesi di inizio secolo scorso sul fatto che potesse esistere un etere (un mezzo all’interno dell’universo in cui la luce e tutto il resto viaggia) è stata smentita da numerose prove sperimentali.

Però certe volte, quando si parla dello spazio-tempo e di alcune sue caratteristiche tipo la curvatura in presenza di massa (vedi ad esempio in corrispondenza di un buco nero), l’elasticità, la diramazione al suo interno delle onde gravitazionali (se effettivamente esistono) ecc, alcune persone come me che non hanno un importante bagaglio di conoscenze scientifiche alle spalle hanno quasi la sensazione che la meccanica dello spazio tempo risponda in modo molto simile alla meccanica dei fluidi…

Sicuramente è sbagliato ma quando si guarda (usando come punto di osservazione la superficie dell’acqua) un mulinello o un vortice in mare è difficile non equipararlo all’orizzonte di un buco nero (singolarità esclusa… forse).

E da qui viene allora la seguente domanda:

Se effettivamente non fosse molto sbagliato questo paragone e quindi lo spazio tempo possa essere pensato come un qualcosa con comportamenti simili a quelli di un fluido, viene spontaneo chiedersi quali sono le proprietà dello spazio tempo che determinano questa meccanica… in particolare di che cosa o di che materiale è fatto?

In passato mi sarei risposto che il materiale di cui è fatto lo spazio tempo è l’energia però, in base a una vecchia discussione sempre all’interno del forum, credo di aver capito che non sarebbe proprio corretto pensarla cosi…
Almeno credo…

Che ne pensate voi?

Grazie e ciao a tutti

dunque... mettiamola così:

uno spazio esiste solo perchè c'è qualcosa al suo interno. Pensiamo al Big Bang. Se vi era una sola particella infinitesima non poteva esistere nessuna relazione con se stessa ed infatti non esisteva nè spazio nè tempo. Nel momento in cui attraverso l'energia e la materia le particelle si sono moltiplicate hanno cominciato ad esistere delle relazioni tra di loro. Ebbene l'insieme delle relazioni tra particelle di materia (e/o energia) rappresenta lo spazio e il tempo. Nel nostro Universo si possono rappresentare tutte le relazioni esistenti tra particelle solo con quattro dimensioni e quindi lo spazio-tempo si dice avere quattro dimensioni. Ma potrebbero essere in numero qualsiasi.

Uno spazio è il nulla finchè non c'è materia ed energia. Solo la presenza di qualcosa crea lo spazio ossia crea un insieme di relazioni che legano il qualcosa...

La teoria della relatività ci dice, infatti, che cambiando le relazioni cambia lo spazio, ossia si deforma.
Insomma, dobbiamo immaginare lo spazio come l'insieme di relazioni che legano tra loro tutte le "particelle" (ma già particelle è un concetto troppo conmcreto). Se cambiano le relazioni cambia lo spazio.
Lo stesso movimento nello spazio è descritto da relazioni che sono diverse da quelle che caratterizzano corpi in quiete e quindi tra di loro vi è uno spazio diverso. Il fatto che lo spazio si espanda ci dice che due particelle in quiete assoluta sono comunque legate da una relazione che fa aumentare la quantità data da una relazione che caratterizza la loro distanza. Se poi agiscono forze e si creano altri moti, vuol dire che dobbiamo cambiare le relazioni e quindi cambiare lo spazio.

In un'unica parola: non esiste lo spazio assoluto (e quindi si cancella per sempre l'idea di etere), ma solo spazio che dipende dalle relazioni che legano i corpi stessi che creano lo spazio. Se il tutto tornasse a un solo punto senza dimensioni, non esisterebbero più relazioni e anche lo spazio scomparirebbe. E' un po' quello che capita all'interno di un buco nero quando si parla di singolarità...

Capisco che non esiste niente di "tattile" che possa spiegarlo, dato che noi confondiamo spazio con vuoto tra oggetti. Non è così. Lo spazio tra oggetti è la relazione che li lega. Se nel vuoto ci fossero (come ci sono) infinite particelle, ci sarebbero anche infinite relazioni che le legano tra loro e lo spazio diventerebbe sempre più complesso. Per finire: una particella da solo non crea spazio. Due particelle creano spazio ed esso è misurabile attraverso la relazione che esiste tra le due particelle. Il numero di dimensioni sono quelle necessarie per descrivere la relazione. Ecco perchè potrebbero esistere infiniti universi senza aver nessun legame tra loro e senza aver bisogno di luoghi diversi. La relazione tra due particelle potrebbe essere descritta attraverso infiniti modi con infinite dimensioni. Le due particelle esisterebbero (e avrebbero creato) infiniti spazi.

Fermiamoci se no....

[Vincenzo Zappalà]

Ciao a tutti!

Dopo aver finito coi i coni di luce avevo intenzione di fare un bel ripassino sugli articoli relativi ai buchi neri.
Purtroppo però mi è subito venuta in mente una domanda a cui, salvo errori, non ho trovato molto all’interno del sito.
Mi rendo conto che probabilmente il concetto su cui si fonda il mio dubbio è sbagliatissimo altrimenti, come dice spesso Enzo, qualche grande scienziato del passato ci avrebbe sicuramente pensato e messo su una bella teoria adesso conosciuta anche dai bambini!
Però è anche brutto porsi una domanda e non riuscire a rispondersi quindi chiedo un po’ di comprensione e qualche risposta se possibile!

Le vecchie ipotesi di inizio secolo scorso sul fatto che potesse esistere un etere (un mezzo all’interno dell’universo in cui la luce e tutto il resto viaggia) è stata smentita da numerose prove sperimentali.

Però certe volte, quando si parla dello spazio-tempo e di alcune sue caratteristiche tipo la curvatura in presenza di massa (vedi ad esempio in corrispondenza di un buco nero), l’elasticità, la diramazione al suo interno delle onde gravitazionali (se effettivamente esistono) ecc, alcune persone come me che non hanno un importante bagaglio di conoscenze scientifiche alle spalle hanno quasi la sensazione che la meccanica dello spazio tempo risponda in modo molto simile alla meccanica dei fluidi…

Sicuramente è sbagliato ma quando si guarda (usando come punto di osservazione la superficie dell’acqua) un mulinello o un vortice in mare è difficile non equipararlo all’orizzonte di un buco nero (singolarità esclusa… forse).

E da qui viene allora la seguente domanda:

Se effettivamente non fosse molto sbagliato questo paragone e quindi lo spazio tempo possa essere pensato come un qualcosa con comportamenti simili a quelli di un fluido, viene spontaneo chiedersi quali sono le proprietà dello spazio tempo che determinano questa meccanica… in particolare di che cosa o di che materiale è fatto?

In passato mi sarei risposto che il materiale di cui è fatto lo spazio tempo è l’energia però, in base a una vecchia discussione sempre all’interno del forum, credo di aver capito che non sarebbe proprio corretto pensarla cosi…
Almeno credo…

Che ne pensate voi?

Grazie e ciao a tutti

mi lancio in una figura... che deve però essere valutata per quello che è... Non estrapoliamola troppo. A sinistra non vi è materia ed energia: non esiste spazio. A destra vi sono solo quattro particelle. Tra di loro esiste uno spazio perchè esistono delle relazioni che le legano e che definiscono posizione e movimento attraverso 4 dimensioni. Abbiamo uno spazio VUOTO. Se lo riempissimo di particelle (com'è in realtà a livello quantistico) lo spazio non sarebbe mai vuoto ma coinciderebbe con una struttura continua di materia ed energia. In questo caso lo potresti anche chiamare etere, ma in senso ben diverso da quanto pensato prima di Einstein...

spazio.jpg

[alexander]

mi lancio in una figura... che deve però essere valutata per quello che è... Non estrapoliamola troppo. A sinistra non vi è materia ed energia: non esiste spazio. A destra vi sono solo quattro particelle. Tra di loro esiste uno spazio perchè esistono delle relazioni che le legano e che definiscono posizione e movimento attraverso 4 dimensioni. Abbiamo uno spazio VUOTO. Se lo riempissimo di particelle (com'è in realtà a livello quantistico) lo spazio non sarebbe mai vuoto ma coinciderebbe con una struttura continua di materia ed energia. In questo caso lo potresti anche chiamare etere, ma in senso ben diverso da quanto pensato prima di Einstein...

spazio.jpg

Grazie a entrambi per le spiegazioni... il concetto di spazio tempo è importantissimo, le risposte sono un pò complesse per me ma cercherò di metabolizzarle al meglio ... magari anche alla luce di un articolo di Enzo uscito proprio oggi!

Spero di riuscirci però se ho dubbi grossi torno alla carica!

[Black Dwarf]

Le vecchie ipotesi di inizio secolo scorso sul fatto che potesse esistere un etere (un mezzo all’interno dell’universo in cui la luce e tutto il resto viaggia) è stata smentita da numerose prove sperimentali.

Però certe volte, quando si parla dello spazio-tempo e di alcune sue caratteristiche tipo la curvatura in presenza di massa (vedi ad esempio in corrispondenza di un buco nero), l’elasticità, la diramazione al suo interno delle onde gravitazionali (se effettivamente esistono) ecc, alcune persone come me che non hanno un importante bagaglio di conoscenze scientifiche alle spalle hanno quasi la sensazione che la meccanica dello spazio tempo risponda in modo molto simile alla meccanica dei fluidi…

E' stato smentito QUEL concetto di etere ma possono esistere o possono essere formulate altre ipotesi di etere non intese come punto di riferimento assoluto le quali possono essere molto valide.
Ciò che genera molta confusione nel concetto di spazio e tempo è proprio la visione relativistica che cerca di spiegare qualcosa di ineffabile con termini da percezione quotidiana di tutti i giorni.
Ti basta pensare ai termini usati..."lo spazio-tempo che si piega"...è un paradigma non una realtà assoluta e questo crea confusione al punto da pensare allo spazio-tempo come a qualcosa di plastico da poter modellare come un fluido.
In realtà lo spazio è come ti ha detto Vincenzo "la relazione che li lega" o tradotto in altri termini una formula!
Ti spiego il concetto in maniera diversa.
Immagina di essere un personaggio di un videogioco senziente (come noi in pratica)...come tutti i personaggi dei vg ti muovi in un ambiente o più precisamente in uno spazio-tempo che è quello del videogioco. Quello è il tuo universo percepito ok?
Siccome sei senziente ti chiedi cosa sia lo spazio che ti circonda che a te sembra così "reale"...così "plastico" come se fosse fatto di qualcosa di tangibile. Eppure è una mera illusione.
Di fatto si tratta solamente di un flusso di energia elettrica CODIFICATA.
Quindi possiamo dire che quello spazio è energia? Si e no...nel senso che non sarebbe una definizione completa.
E' energia strutturata grazie a un insieme di relazioni che non sono altro che il codice di programmazione usato.
Ecco cosa è la relazione che lega le due particelle e che possiamo definire "spazio-tempo".
E' un universo illusorio, reale ma solo dal punto di vista di chi lo vive ma per il resto è energia codificata che noi percepiamo.
Tornando a noi umani il discorso è lo stesso e per capire meglio l'universo secondo me non è molto utile il paradigma einsteniano ma quello quantistico.
Cosa c'era all'inizio? Il vuoto...vuoto quantomeccanico come dicono oggi ossia "qualcosa" di indefinibile e che mai potrà essere definito dal quale partono fluttuazioni di energia.
Queste fluttuazioni hanno una regola...più sono brevi e più energia tirano fuori da questo "vuoto" e quindi in un tempo brevissimo si è generata l'energia che ha fatto partire l'universo o come viene chiamato questo atto "big beng".
Da qui in poi sono partite le strutture che percepiamo ma queste sono illusorie nonostante le viviamo (con le loro leggi proprio come il videogioco) e sono costituite da un mare di energia indifferenziata che si struttura grazie a delle "relazioni". L'esperimento della doppia fenditura e il collasso della funzione d'onda di Feynmann parlano proprio di questo, uno stato indefinito di possibilità che si strutturano in una specifica realtà percepita.
O detto in termini che non piacciono agli accademici e alla mentalità corrente "è l'atto del percepire che struttura la realtà". Come questo avviene nel dettaglio è tutt'altro argomento e richiede un approccio molto ma molto più multidisciplinare e la cosa bella è che al livello ultimo la realtà è inconoscibile per il semplice motivo che nel momento in cui la coscienza percepisce allora crea una forma adulterando il tutto. E' per questo che esiste il famoso principio di indeterminazione di Heisenberg.
Te ne dico un'altra...tutti abbiamo sentito parlare di particelle, elettroni, protoni, neutroni e via dicendo.
Belle no? Peccato ne esista una sola!
Non esistono GLI elettroni ma un solo elettrone o modello di elettrone che viene "percepito" in molte posizioni dello spazio tempo e questo genera l'illusione di miliardi o meglio fantastilioni di elettroni.
Quindi lo spazio-tempo si piega? Si, ma in maniera illusoria.
Subiamo le leggi di questo spazio-tempo, ne sfruttiamo il lensing gravitazionale ad esempio ma la realtà ultima non è questa, questo è ciò che viene percepito come spazio-tempo che si curva ma non una curva reale in senso assoluto.

Abbiamo uno spazio VUOTO. Se lo riempissimo di particelle (com'è in realtà a livello quantistico) lo spazio non sarebbe mai vuoto ma coinciderebbe con una struttura continua di materia ed energia. In questo caso lo potresti anche chiamare etere, ma in senso ben diverso da quanto pensato prima di Einstein...

Incredibile! Non avevo ancora letto questo tuo commento Vincenzo ma spulciando sui post sottostanti mentre scrivo mi ci è andato l'occhio e sono rimasto piacevolmente colpito. Sei il primo che sento parlare di "etere" con mentalità innovativa. In genere tutti ubbidiscono alla solita mentalità ottusa basata sui termini...della serie che siccome quella particolare concezione di etere era errata allora la parola "etere" deve essere bandita per sempre!
Ci sarebbe da parlare per ore in merito...

[alexander]

E' stato smentito QUEL concetto di etere ma possono esistere o possono essere formulate altre ipotesi di etere non intese come punto di riferimento assoluto le quali possono essere molto valide.
Ciò che genera molta confusione nel concetto di spazio e tempo è proprio la visione relativistica che cerca di spiegare qualcosa di ineffabile con termini da percezione quotidiana di tutti i giorni.
Ti basta pensare ai termini usati..."lo spazio-tempo che si piega"...è un paradigma non una realtà assoluta e questo crea confusione al punto da pensare allo spazio-tempo come a qualcosa di plastico da poter modellare come un fluido.
In realtà lo spazio è come ti ha detto Vincenzo "la relazione che li lega" o tradotto in altri termini una formula!
Ti spiego il concetto in maniera diversa.
Immagina di essere un personaggio di un videogioco senziente (come noi in pratica)...come tutti i personaggi dei vg ti muovi in un ambiente o più precisamente in uno spazio-tempo che è quello del videogioco. Quello è il tuo universo percepito ok?
Siccome sei senziente ti chiedi cosa sia lo spazio che ti circonda che a te sembra così "reale"...così "plastico" come se fosse fatto di qualcosa di tangibile. Eppure è una mera illusione.
Di fatto si tratta solamente di un flusso di energia elettrica CODIFICATA.
Quindi possiamo dire che quello spazio è energia? Si e no...nel senso che non sarebbe una definizione completa.
E' energia strutturata grazie a un insieme di relazioni che non sono altro che il codice di programmazione usato.
Ecco cosa è la relazione che lega le due particelle e che possiamo definire "spazio-tempo".
E' un universo illusorio, reale ma solo dal punto di vista di chi lo vive ma per il resto è energia codificata che noi percepiamo.
Tornando a noi umani il discorso è lo stesso e per capire meglio l'universo secondo me non è molto utile il paradigma einsteniano ma quello quantistico.
Cosa c'era all'inizio? Il vuoto...vuoto quantomeccanico come dicono oggi ossia "qualcosa" di indefinibile e che mai potrà essere definito dal quale partono fluttuazioni di energia.
Queste fluttuazioni hanno una regola...più sono brevi e più energia tirano fuori da questo "vuoto" e quindi in un tempo brevissimo si è generata l'energia che ha fatto partire l'universo o come viene chiamato questo atto "big beng".
Da qui in poi sono partite le strutture che percepiamo ma queste sono illusorie nonostante le viviamo (con le loro leggi proprio come il videogioco) e sono costituite da un mare di energia indifferenziata che si struttura grazie a delle "relazioni". L'esperimento della doppia fenditura e il collasso della funzione d'onda di Feynmann parlano proprio di questo, uno stato indefinito di possibilità che si strutturano in una specifica realtà percepita.
O detto in termini che non piacciono agli accademici e alla mentalità corrente "è l'atto del percepire che struttura la realtà". Come questo avviene nel dettaglio è tutt'altro argomento e richiede un approccio molto ma molto più multidisciplinare e la cosa bella è che al livello ultimo la realtà è inconoscibile per il semplice motivo che nel momento in cui la coscienza percepisce allora crea una forma adulterando il tutto. E' per questo che esiste il famoso principio di indeterminazione di Heisenberg.
Te ne dico un'altra...tutti abbiamo sentito parlare di particelle, elettroni, protoni, neutroni e via dicendo.
Belle no? Peccato ne esista una sola!
Non esistono GLI elettroni ma un solo elettrone o modello di elettrone che viene "percepito" in molte posizioni dello spazio tempo e questo genera l'illusione di miliardi o meglio fantastilioni di elettroni.
Quindi lo spazio-tempo si piega? Si, ma in maniera illusoria.
Subiamo le leggi di questo spazio-tempo, ne sfruttiamo il lensing gravitazionale ad esempio ma la realtà ultima non è questa, questo è ciò che viene percepito come spazio-tempo che si curva ma non una curva reale in senso assoluto.



Incredibile! Non avevo ancora letto questo tuo commento Vincenzo ma spulciando sui post sottostanti mentre scrivo mi ci è andato l'occhio e sono rimasto piacevolmente colpito. Sei il primo che sento parlare di "etere" con mentalità innovativa. In genere tutti ubbidiscono alla solita mentalità ottusa basata sui termini...della serie che siccome quella particolare concezione di etere era errata allora la parola "etere" deve essere bandita per sempre!
Ci sarebbe da parlare per ore in merito...

Pensandola in questo modo il concetto diventa più semplice, grazie!
Però se non ti interpreto male, in alcuni punti mi sei sembrato molto vicino al concetto di universo olografico...
Questo non è accettato da quasi nessuno o ti ho capito male?
Comunque grazie, il discorso della relazione tra particelle era molto chiaro!

[Vincenzo Zappalà]

Pensandola in questo modo il concetto diventa più semplice, grazie!
Però se non ti interpreto male, in alcuni punti mi sei sembrato molto vicino al concetto di universo olografico...
Questo non è accettato da quasi nessuno o ti ho capito male?
Comunque grazie, il discorso della relazione tra particelle era molto chiaro!

no, non sono vicino all'universo olografico, te lo assicuro... solo a quello che oggi riteniamo il più sensato. Tuttavia, per trasmetterlo bisogna usare concetti semplificati che a volte travisano gli stessi concetti.

[Caronte]

Dico la verità, provo molta invidia per la vostra capacità di capire e soprattutto spiegare certi concetti, spesso mi avvicino alla comprenderli ma se dovessi spiegarli non saprei proprio da che parte cominciare.

[alexander]

Dico la verità, provo molta invidia per la vostra capacità di capire e soprattutto spiegare certi concetti, spesso mi avvicino alla comprenderli ma se dovessi spiegarli non saprei proprio da che parte cominciare.

Ma guarda che Vincenzo è famoso a livello internazionale....Lui con questi concetti ci fa colazione la mattina!

E' scontato che per la maggior parte di noi siano fuori portata però grazie a lui e agli altri autori del sito che cercano di spiegarceli in modo semplice almeno possiamo acquisirne una certa consapevolezza, anche se non le possiamo capire veramente! (per quello come dice Enzo ci vuole la matematica!)