Domande stile scolastico sull'energia oscura

[Azancan]

Ciao, ho alcuni dubbi che potrebbero sembrare deliri, e un po’ mi vergogno, ma ho bisogno di averne almeno un’idea.
Vediamo se parto dalla premessa corretta: quello che generalmente viene chiamato "spazio vuoto" è in realtà un luogo dove si forma l'energia oscura o energia del vuoto, dovuta all'improvviso apparire ed immediato annichilirsi di due particelle.
Ma succede solo nel vuoto e solo nello spazio? Se io qui sulla Terra ho un contenitore in cui ho creato il vuoto, può formarsi energia oscura?
Questo fenomeno pare essere il responsabile dell’espansione dell’Universo. È sbagliato pensare che l’annichilirsi delle due particelle produca l’energia che si espande in modo radiale dal punto in cui collassano? Immagino come se esplodessero tanti palloncini di gas, spingendo un po’ più in là tutto ciò che li circonda: ma l’effetto nell’area centrale rispetto a quella periferica dell’Universo allora è diverso?
Perché questa energia ha come effetto l’espansione dell’Universo? Non è “solo” una radiazione, come fa a “spingere” trovandosi nel vuoto?
Se io oggi calcolo quanto tempo impiego a raggiungere una stella lontana, viaggiando ad una certa velocità, dovrei tenere conto anche del fatto che si allontana con lo scorrere del tempo, a causa dell’espansione dell’Universo, che spinge anche me nella mia navicella, ma meno di quanto faccia con la stella (se si trova più all’esterno rispetto a me). È così? E’ nota la velocità di espansione dell’Universo o meglio la sua distribuzione in base alla posizione ? Per quali distanze non posso più approssimare il mio calcolo con la classica equazione t=v/s ?
Ma abbiamo un’idea di quale punto nell’Universo occupiamo?
Mi fermo qua per ora…

[Albertus]

l'energia del vuoto è una diretta conseguenza del principio di indeterminazione di Heisenberg che, tra l'altro, non è un principio ma una legge nel senso che può essere dimostrato,il vero principio è la dualità onda/particella

una spiegazione scolastica ad una domanda scolastica

immagina una regione di spazio che può scambiare energia con l'ambiente esterno

Sia E l'energia misurata in un tempo T
supponiamo che sia E = 0
ci sono due possibilità

a) il sistema non scambia energia con l'esterno
b) l'energia importata eguaglia l'energia esportata

dimezziamo l'intervallo di tempo
ancora si trova E = 0 nel tempo T/2
dimezziamolo ancora
ancora E = 0 nel tempo T/4
dimezziamo e dimezziamo
ma sempre dE = 0 nel tempuscolo dT
dobbiamo concludere che l'ipotesi A è corretta ?
no, per il principio di indeterminazione
deve essere

dE x dT > 0

ne segue allora che gli scambi di energia sono cosi veloci che non riusciamo misurarli
per la nota equazione di Einstein dove c'è energia c'è massa
ecco allora che particelle cosi dette "virtuali" ma sono "reali" appaiono e scompaiono nel supposto " vuoto "

l'energia del vuoto è dappertutto, cerca esperimento di Casimir sul web

l'energia del vuoto coincide con l'energia oscura ?

nessuno lo sa

la densità di energia del vuoto è per ovvie ragioni infinitesima, l'equivalente di 2 atomi di idrogeno per m3
ma se tu moltiplichi tale densità per il volume dell'universo ottieni una pressione negativa , la cui esistenza è prevista in linea teorica dalle equazioni delle teoria della relatività generale che dovrebbe fare a brandelli l'universo
l'universo invece accelera, quindi c'è una pressione negativa, ma che dovrebbe essere debolissima

[Red Hanuman]

Aggiungo a quanto ha ben detto @Albertus qui sopra:

Ciao, ho alcuni dubbi che potrebbero sembrare deliri, e un po’ mi vergogno, ma ho bisogno di averne almeno un’idea.
Vediamo se parto dalla premessa corretta: quello che generalmente viene chiamato "spazio vuoto" è in realtà un luogo dove si forma l'energia oscura o energia del vuoto, dovuta all'improvviso apparire ed immediato annichilirsi di due particelle.
Ma succede solo nel vuoto e solo nello spazio?

No, capita ovunque, come già detto con l'effetto Casimir lo puoi rilevare, ma persino massa e carica delle particelle fondamentali sono influenzate da esso.

Se io qui sulla Terra ho un contenitore in cui ho creato il vuoto, può formarsi energia oscura?

L'energia oscura non si sa cos'è (è definita oscura proprio perchè siamo all'oscuro di cosa sia), per l'energia del vuoto non serve il vuoto. Nel vuoto è solo più evidente che c'è.

Questo fenomeno pare essere il responsabile dell’espansione dell’Universo. È sbagliato pensare che l’annichilirsi delle due particelle produca l’energia che si espande in modo radiale dal punto in cui collassano? Immagino come se esplodessero tanti palloncini di gas, spingendo un po’ più in là tutto ciò che li circonda: ma l’effetto nell’area centrale rispetto a quella periferica dell’Universo allora è diverso?

L'energia del vuoto è una fluttuazione dei campi quantistici, che per definizione non possono essere a energia zero, ma mantengono una energia di stato fondamentale.
Quindi, quando si formano le particelle virtuali, esse prendono a prestito questa energia, ma poi la debbono restituire, annichilendosi, con una velocità che è in relazione esponenziale con la massa delle particelle che si formano.

Perché questa energia ha come effetto l’espansione dell’Universo? Non è “solo” una radiazione, come fa a “spingere” trovandosi nel vuoto?

Leggi QUI.

Se io oggi calcolo quanto tempo impiego a raggiungere una stella lontana, viaggiando ad una certa velocità, dovrei tenere conto anche del fatto che si allontana con lo scorrere del tempo, a causa dell’espansione dell’Universo, che spinge anche me nella mia navicella, ma meno di quanto faccia con la stella (se si trova più all’esterno rispetto a me). È così?

No. Fintanto che l'espansione dell'universo non ha un tasso tale da sovrastare la gravità, gli oggetti si mantengono legati tramite essa, e non si allontanano tra loro. L'allontanamento tra galassie si riscontra quando esse sono molto lontane tra loro e debolmente legate gravitazionalmente.

E’ nota la velocità di espansione dell’Universo o meglio la sua distribuzione in base alla posizione ? Per quali distanze non posso più approssimare il mio calcolo con la classica equazione t=v/s ?

Leggi in merito alla costante di Hubble.

Ma abbiamo un’idea di quale punto nell’Universo occupiamo?

In nessun punto in particolare. Se fosse possible determinare una nostra coordinata universale, vorrebbe dire che esiste un sistema di rifermento universale, il che determinerebbe l'impossibilità di leggi fisiche invarianti per direzione (e quindi, tutta la fisica andrebbe a farsi benedire...).

Mi fermo qua per ora…

E menomale...

[Azancan]

Grazie Albertus e Red Hanuman.
Adesso ho bisogno di un po’ di tempo per metabolizzare tutte quelle informazioni.
A presto!