Chiarimento sul red shift cosmologico.

[mario26c]

saluti

io sono sempre stato contrario a certe analogie di cui i testi di fisica divulgativi spesso abusano...

Ciao! Non voglio entrare troppo nel merito perché si rischia di andare fuori tema. Comunque quello che dice non è completamente corretto, i fotoni sono eccitazioni di un campo quantistico chiamato "campo elettromagnetico". Queste eccitazioni sono le vere e proprie particelle. Ma queste eccitazioni si propagano come onde. È proprio nelle equazioni di cui lei parla che si evince il comportamento ondulatorio della luce. Alla luce è associata una lunghezza d'onda... Come fa a dire di no... I fenomeni di diffrazione non funzionerebbero se la luce non avesse un comportamento ondulatorio. Certo, su base microscopica ripeto parliamo di campi quantistici, cose di non poca complessità, e mai comprensibili al 1000 % (come tutto cio che riguarda la meccanica quantistica) ma la propagazione di un eccitazione di quel campo è di natura ondulatoria, e l'espansione dell'Universo provoca un aumento della lunghezza d'onda di tale eccitazione. Come si possono trattare i fotoni unicamente come punti? La fisica non dice questo...mi meraviglio di come lei possa parlare di questo ambito se sbaglia anche l'acronimo della teoria a qui si riferisce... QCD sta per cromodinamica quantistica, che si occupa della descrizione dell'interazione nucleare forte, quella a cui le voleva fare riferimento forse è la QED, ossia l'elettrodinamica quantistica, che si occupa della descrizione dell'interazione elettromagnetica. E se guardasse le equazioni (molto complesse) si renderebbe conto che la soluzione ondulatoria è una soluzione dell'equazione di campo del campo elettromagnetico, in altre parole la luce ha un comportamento ondulatorio.
Ovviamente in meccanica quantistica è tutto più complesso, ma fisicamente lo spazio espandendosi aumenta la lunghezza d'onda dei fotoni.

Comunque non penso sia adeguato inoltrarci ulteriormente in questa discussione anche perché io non sono un esperto in questo ambito. Magari qualcun altro potrebbe risponderle meglio e correggere eventuali suoi (e miei) errori.

Buona giornata

[Albertus]

saluti

si intendevo QED
la QED spiega tutte le caratteristiche dell'ottica classica, riflessione , rifrazione ecc, sebbene i fotoni vengono trattati esclusivamente come punti dotati di proprietà quantistiche
si dice che i fotoni hanno carattere ondulatorio in quanto queste proprietà sono variabili periodicamente nel tempo
Si tratta solo di un analogia "verbale"
nel linguaggio comune e nella fisica classica un onda è un continuo fisico distribuito nello spazio oltre che variabile nel tempo
solo in questo caso si può parlare "intuitivamente" di stiramento della luce a causa dell'espansione dell'universo
ma la luce non è un onda nel senso fisico del termine
un flusso discreto di particelle non si può definire un onda nel significato tradizionale del termine
se vogliamo fare appello alla nostra intuizione fisica per spiegare il red shift si potrebbe dire che a causa dell'espansione dell'universo i fotoni di luce arrivano ai nostri sensori con minor frequenza e quindi con maggior lunghezza d'onda
Bisognerebbe però spiegare per quale ragione la lunghezza d'onda è inversamente proporzionale alla frequenza, cosa ovvia nell'ottica tradizionale mica cosi semplice nell'ottica quantistica
insomma l'intuizione fisica comincerebbe a far'acqua

[mario26c]

saluti

si intendevo QED..

Ciao, penso che lei abbia ignorato gran parte del mio commento precedente in cui ho cercato di spiegarle quale è la visione corrente della fisica riguardo i fotoni...i fotoni non sono trattati come punti con proprietà quantistiche, ma come eccitazioni (se parliamo di fotoni reali) di un campo quantistico dotato di certe proprietà, campo che permea ogni punto dello spazio. Nel caso di fotoni virtuali invece parliamo di fluttuazioni dello stato di vuoto di questo campo.


Per quanto riguarda la relazione frequenza e lunghezza d'onda è molto facile tirarla fuori, infatti per soddisfare quelle equazioni che io le dicevo bisogna imporre la cosiddetta "relazione di dispersione dell'onda", che lega proprio frequenza e lunghezza d'onda, e che dipende dalla velocità di propagazione dell'onda in un certo mezzo (e quindi dall'indice di rifrazione del materiale in cui l'onda si propaga). È proprio per soddisfare l'equazione d'onda che esce fuori questo legame... Quindi non capisco lei da dove ha preso queste informazioni.

Comunque le ripeto penso sia inutile continuare con la discussione, ho provato a spiegarle come stanno le cose, però vedo che purtroppo ignora ciò che dico, la pensi come meglio ritiene, solo che purtroppo sia consapevole che la fisica non dice le stesse cose che dice lei... Magari può chiedere ad un esperto, che le spiega meglio come stanno le cose.

Buona giornata

[etruscastro]

@mario26c anche se siamo in area -tecnica- non usare il quote per rispondere all'ultimo messaggio, è vietato dal regolamento e gli ultimi tuoi li ho modificati io.

[Albertus]

, si spiega con qualcosa di completamente diverso un fenomeno abbastanza semplice. Ossia che lo spazio espandendosi allunga tutte le lunghezze, compresa la lunghezza d'onda della luce. Magari con un disegnino risulterebbe anche più chiaro.

Credo che chiunque abbia letto questo post abbia inteso che la luce sia un ente continuo diffuso nello spazio che si può allungare e accorciare come un elastico
Posso chiedere quale sarebbe il disegnino della luce ?
Forse una sinusoide ? o magari i diagrammi di Feynmann ?
che relazione ci sarebbe tra una sinusoide estesa nello spazio (oltre che nel tempo ) e un fotone di luce ?
una spiegazione del genere sarebbe valida se la fisica si fosse fermata alla teoria della relatività generale e all'ottica classica
la fisica quantistica ha ribaltato tutti questi concetti intuitivi
i fotoni sono un eccitazione di un campo ?
vero ma gli strumenti di misura rilevano solo e soltanto particelle che sono quindi le sole realtà fisiche della luce in quanto le sole grandezze "misurabili "
quindi che cosa si allungherebbe ?
i fotoni puntiformi ?
il campo fotonico che nessuno ha mai visto ?
alla faccia dell'abbastanza semplice"

[mario26c]

@etruscastro Grazie e scusa! Farò più attenzione.

Buona notte

[mario26c]

@Albertus Mi dispiace ma non ho intenzione di ripeterle come stanno le cose per la 3 volta o cercare di convincerla che la luce ha un comportamento ondulatorio (non pensavo di dover mai scrivere questa frase...) poiché tanto vengo ignorato. La invito, se vuole capire veramente cosa ne sappiamo sulla luce, ad aprire un libro di fisica "serio" e magari perché no di un livello universitario (almeno non trova più spiegazioni facili e riduttive) e di studiarlo. Così tutti i suoi dubbi saranno chiariti. Oppure, ripeto, si rivolga ad un esperto e gli chieda se il suo punto di vista sulla realtà coincide con quanto ne sappiamo.

Buona notte

[Albertus]

il mio punto di vista è molto semplice
il red shift si può spiegare in modo intuitivo a condizione di usare il modelle tradizionale della luce :
un onda che si muove in un mezzo
se il mezzo si dilata anche l'onda si dilata ( disegnino)
questo modello però è sbagliato anche se in questo caso e in altri casi fornirebbe risultati compatibili
con l'esperienza ma la realtà fisica della luce è più complessa e meno intuitiva

sarebbe come se qualcuno chiedesse :

spiegatemi le frange di diffrazione nell'esperimento della doppia fenditura

risposta ;
la semi onda proveniente da una fenditura si somma o si sottrae con la semi onda proveniente dall'altra fenditura
(disegnino allegato)
sarebbe una spiegazione intuitiva :
si
sarebbe una spiegazione giusta ?
no
si potrebbero infatti concepire degli esperimenti a doppia fenditura che non sarebbero compatibili con l'ipotesi ondulatoria della luce
(disegnino ?)

[Albertus]

da QED di Richard Feynman

pag 30

" Ripeto la luce si presenta sotto forma di particelle.
E' molto importante chiarire questo punto, specialmente per chi è andato a scuola dove probabilmente gli è stato insegnato che la luce si comporta come un'onda.
Io vi dico invece che la luce si comporta come particelle "

pag 50

"l'elettrodinamica quantistica risolve la dualità ondulatoria corpuscolare affermando che la luce è composta da particelle (come sosteneva Newton)"

[mario26c]

@Albertus È un l'eccitazione di un campo quantistico e se studiasse un po'di QED capirebbe che quella eccitazione viene descritta in maniera ondulatoria e viene chiamata particella. Inoltre possono sovrapporsi diverse eccitazioni con diverse lunghezze d'onda per dar luogo ad un "pacchetto d'onda": maggiore è il numero di eccitazioni ondulatorie di diversa lunghezza d'onda che vengono sovrapposte e maggiore è la localizzazione della particella. Una particella con singola lunghezza d'onda si estenderebbe all'infinito. La lunghezza d'onda è legata strettamente all'impulso di una particella (o quantità di moto) e non può essere trascurata. E questo lo ritroviamo anche per tutte le altre particelle. Non parliamo di onde classiche, ovviamente, parliamo di campi quantistici, quindi sia la visione a "puntino" sia la visione a "onda classica" è sbagliata. Se vogliamo essere più corretti dobbiamo parlare di funzione d'onda, non proprio di onda. In questo modo viene spiegato anche l'esperimento della doppia fenditura. Ma ciò non toglie che i fotoni abbiano una lunghezza d'onda.... Le perturbazioni dei campi si propagano come onde (di probabilità). In scienza non esiste "la mia visione è questa", in scienza esiste:"noi abbiamo un modello che sembra descrivere bene la realtà, fino a prova contraria", mi spiace dirlo ma penso che lei quel modello non lo abbia capito bene a fondo. Invece di prendere delle frasi singole, estrapolate da un contesto più complesso, quelle frasi andrebbero comprese a fondo e la materia andrebbe studiata per capire bene il senso di quelle affermazioni. Lei ha studiato QED? Ha studiato meccanica quantistica relativistica? Se non quei livelli, ha mai studiato anche l'elettromagnetismo classico o la meccanica quantistica classica (per capire alcuni concetti base)? Se non ha mai fatto tutte queste cose perché magari sono troppo difficili per gli strumenti matematici che possiede (assolutamente legittimo), come pretende di averli capiti meglio di chi quegli strumenti li possiede? Io non parlo di teoria quantistica dei campi (QFT) perché non sono esperto ma qualcosa l'ho studiata... ci sono persone invece per niente esperte, che magari non hanno nemmeno mai studiato fisica al liceo ma che addirittura cercano di correggere gli altri... Se la materia venisse studiata, si parlerebbe con cognizione di causa e si capirebbe se ciò che viene detto ha un senso e soprattutto se le cose sono state capite a fondo (cosa non scontata, nemmeno per un esperto, figuriamoci per chi non ha mai studiato quelle cose). Non parlo solo ed unicamente di lei, ma di un atteggiamento molto diffuso, ci sono persone che guardando un paio di video su YouTube pensano di aver capito a fondo una cosa, che invece è molto più complessa. Anche chi non è esperto o non ha mai studiato qualcosa può diventare molto bravo in un ambito della Scienza, ma se lo diventa è dopo anni di studio autonomo, informandosi il più possibile e con un atteggiamento che prima di mettere in discussione gli altri mette in discussione se stesso. Insomma è un vero appassionato che VUOLE capire. A me dispiace solo per le altre persone non esperte che leggono certe affermazioni e che purtroppo non hanno i mezzi di capire la validità delle fonti. Qualcuno avrà letto sicuramente il suo post e lo mette sullo stesso livello di ciò che dice un esperto e penserà che la luce è fatta da puntini.... Questo solo mi dispiace... ma non ho intenzione di andare avanti con i commenti, perdo veramente troppo tempo. Preferisco rispondere con commenti lunghi a persone che fanno domande perché sono curiose e hanno voglia di capire, che chiedono con gentilezza una spiegazione e che non dicono "tutti hanno sbagliato non capiscono niente questa è la mia visione". Le auguro una buona giornata nuovamente.