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Risultati da 1 a 10 di 66
  1. #1
    Meteora L'avatar di Maurizio:_39
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    Chiarimento sul red shift cosmologico.

    Da profondo ignorante della materia, ho un chiarimento da chiedervi e ringrazio anticipatamente per la risposte che mi giungeranno. Riguarda l’effetto dell’espansione dell’Universo sulle onde elettromagnetiche, in altre parole sul red shift cosmologico.
    Un qualsiasi segnale e.m., emesso da una sorgente, inizia il suo cammino nello spazio con una data frequenza, poi, a causa della sua presenza in uno spazio che si sta espandendo, varia la frequenza di partenza e quindi la sua lunghezza d’onda, spostandosi verso il rosso. Giunge quindi, dopo un certo tempo, ad un ‘ricevitore’ che lo percepisce con la nuova lunghezza d’onda.
    Se una sorgente simile si trova ora in prossimità del ‘ricevitore’ ed emette lo stesso segnale originario, questo segnale ha la stessa frequenza originaria o viene emesso con la frequenza modificata dallo spazio più esteso ?
    In altre parole, la frequenza di emissione si modifica solo quando è già presente (in cammino) nella spazio durante l’espansione, oppure è la dimensione dello spazio al momento dell’emissione che ne determina il valore ?

  2. #2
    Staff • Moderatore Globale L'avatar di Red Hanuman
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    Re: Chiarimento sul red shift cosmologico.

    La luce viaggia sempre alla stessa velocità ovunque, ma attraversando lo spazio che si espande (si "stira") per mantenere la velocità deve per forza perdere energia, il che si traduce in un aumento della lunghezza d'onda (o, che è lo stesso, una diminuzione della frequenza). Il redshift cosmologico è tutto qui.

    Se lo spazio che la luce attraversa è minore, anche l'effetto di stiramento delle onde elettromagnetiche si riduce proporzionalmente.

    Quindi, date due sorgenti identiche ma poste a distanze cosmologiche diverse da noi, la più vicina a noi manterrà in proporzione la sua lunghezza d'onda più simile a quella originaria rispetto alla sorgente più lontana.

    Questo, ammesso che le due sorgenti non siano oltre l'universo osservabile. E di avere abbastanza da vivere per attendere l'arrivo delle luce della sorgente più lontana...

  3. #3
    SuperNova L'avatar di Fazio
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    Re: Chiarimento sul red shift cosmologico.

    Citazione Originariamente Scritto da Red Hanuman Visualizza Messaggio
    La luce viaggia sempre alla stessa velocità ovunque, ma...
    Spiegare le cose con semplicità non è affatto facile ma è molto efficace.

    Questa l'ho capita persino io!

  4. #4
    Meteora L'avatar di Maurizio:_39
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    Re: Chiarimento sul red shift cosmologico.

    Grazie. Forse non ho afferrato bene la risposta.
    La mia domanda in poche parole è la seguente:
    Supponiamo di avere due identiche sorgenti. La prima ha emesso un raggio di una certa frequenza 1 miliardo di anni fa e raggiunge la Terra in questo momento; l’onda e.m che oggi riceviamo, risentendo dello shift cosmologico, avrà una frequenza minore rispetto a quella originaria di emissione.
    Vicino a me c’è la seconda sorgente che, in questo momento, emette un raggio che ha la stessa frequenza originaria della prima sorgente, ma nello spazio attuale che si trova già alla dilatazione presente.
    Le due onde, emesse da due sorgenti identiche ma in tempi e luoghi diversi, verranno quindi rilevate con frequenze diverse. Giusto ?
    Grazie.

  5. #5
    Pianeta L'avatar di mario26c
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    Re: Chiarimento sul red shift cosmologico.

    Ciao! Prendiamo 2 sorgenti identiche che emettono luce ad una certa frequenza (immaginiamo per esempio 2 laser che emettano luce rossa) ma a distanza molto diversa da noi. Sia il laser 1 (a miliardi di anni luce di distanza) sia il laser 2 (a 1 metro di distanza), emetteranno sempre luce rossa, ossia della stessa lunghezza d'onda. A prescindere dalla velocità di espansione (più correttamente "ritmo di espansione") dell'Universo al momento dell'emissione, la luce emessa sarà sempre rossa, perché la frequenza della luce emessa dipende solo dal meccanismo fisico dell'emissione, a prescindere da quello che fa resto Universo in quello momento. Se all'interno del laser ci sono particolari atomi che emettono luce rossa, allora lo faranno sempre. La lunghezza d'onda inizia a subire l'effetto dell'espansione dell'Universo (e quindi il fenomeno del redshift cosmologico inizia a verificarsi) nel momento in cui la luce inizia a propagarsi nello spazio (se vuoi quando esce dal laser). Da lì in poi inizia ad essere "stiracchiata" all'espansione dell'Unvierso. Più tempo la luce impiega a raggiungerci e più lo spazio ha avuto modo di stiracchiarla. È un fenomeno che accade mentre la luce viaggia, non alla partenza o all'arrivo, ma durante il viaggio. Di conseguenza non dipende da quanto era "espanso" lo spazio prima o dopo, ma solo da "quanto si è espanso durante il tragitto". Se la sorgente si trovasse ad un metro da me, la luce impiegherebbe una frazione molto piccola di un secondo per raggiungermi (circa un trecentomilionesimo di secondo). In quella frazione di secondo in cui ha viaggiato lo spazio si è espanso di pochissimo (parliamo di qualcosa dell'ordine dello 0.0000000000000002% (ci sono 15 zeri tra la virgola e il 2). Di conseguenza durante il viaggio la lunghezza d'onda della luce si è allungata praticamente di niente. È un effetto piccolo su piccole distanze/tempi. Se però immagini un raggio di luce che ha viaggiato per miliardi di anni, l'espansione dell'Universo ha avuto modo di agire per molto più tempo, stiracchiando molto di più la luce. Infine noi riusciamo a vedere le galassie vicine con bassissimo redshift proprio perché la loro luce ha viaggiato per pochissimo tempo, se cosi non fosse, ma il ragionamento che proponevi fosse corretto, dovremmo vedere la loro luce con un redshift uguale a quello delle galassie più antiche (assumendo ovviamente che sia le galassie antiche che moderne siano approssimabili ad una stessa sorgente, d'altronde emettono luce più o meno con lo stesso meccanismo fisico). Questo però giustamente non accade, infatti osserviamo le galassie più distanti con un redshift maggiore di quelle vicine, a conferma del fatto che questo fenomeno è legato alla durata del viaggio dei fotoni. Spero di essere stato chiaro Buona Serata
    Ultima modifica di mario26c; 28-03-2023 alle 08:57

  6. #6
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    Re: Chiarimento sul red shift cosmologico.

    Citazione Originariamente Scritto da Maurizio:_39 Visualizza Messaggio
    Grazie. Forse non ho afferrato bene la risposta.
    La mia domanda in poche parole è la seguente:
    Supponiamo di avere due identiche sorgenti. La prima ha emesso un raggio di una certa frequenza 1 miliardo di anni fa e raggiunge la Terra in questo momento; l’onda e.m che oggi riceviamo, risentendo dello shift cosmologico, avrà una frequenza minore rispetto a quella originaria di emissione.
    Vicino a me c’è la seconda sorgente che, in questo momento, emette un raggio che ha la stessa frequenza originaria della prima sorgente, ma nello spazio attuale che si trova già alla dilatazione presente.
    Le due onde, emesse da due sorgenti identiche ma in tempi e luoghi diversi, verranno quindi rilevate con frequenze diverse. Giusto ?
    Grazie.
    Esattamente. Quella più vicina sarà ovviamente più fedele all'originale di quella più lontana. Quanto saranno vicine all'emissione originale dipende dal tasso di espansione dell'universo, che a quanto sappiamo non è costante ma in accelerazione.
    Per valutare di quanto la luce si sia modificata, utilizziamo lo spettro valutando le posizioni delle varie righe rispetto a una fonte a terra.

  7. #7
    Meteora L'avatar di Maurizio:_39
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    Re: Chiarimento sul red shift cosmologico.

    Citazione Originariamente Scritto da mario26c Visualizza Messaggio
    Ciao! Prendiamo 2 sorgenti identiche che emettono luce ad una certa frequenza (immaginiamo per esempio 2 laser che emettano luce rossa)
    Grazie. Molto chiaro e conferma quanto pensavo .
    Ultima modifica di Red Hanuman; 29-03-2023 alle 06:54

  8. #8
    Pianeta L'avatar di mario26c
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    Re: Chiarimento sul red shift cosmologico.

    E di che, sono contento di esserti stato d'aiuto. L'espansione dell'Universo è qualcosa che fa facilmente sorgere molti dubbi e malintesi. Buona serata!

  9. #9
    SuperGigante L'avatar di Alby68a
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    Re: Chiarimento sul red shift cosmologico.

    Molto interessante, quindi l'effetto doppler è un modo esemplificativo di spiegare il fenomeno.
    Supponiamo che con un laser punti un oggetto cosmico ad una distanza nota. Nel momento in cui accendo il laser so quanto tempo impiega a raggiungere l'oggetto. Diciamo 10 anni luce. Nel frattempo però lo spazio si espande. Questa espansione, cambia il calcolo iniziale del tempo che occorre a ricoprire la distanza tra il laser e l'oggetto? Se si perchè, dal momento che la luce segue l'espansione stiracchiandosi?

    P.s. con gli anni sembra che anche la mia pancia segua l'espansione dello spazio

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  10. #10
    Pianeta L'avatar di mario26c
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    Re: Chiarimento sul red shift cosmologico.

    Citazione Originariamente Scritto da Alby68a Visualizza Messaggio
    Molto interessante, quindi l'effetto doppler è un modo esemplificativo di spiegare il fenomeno.
    Supponiamo che con un laser punti un oggetto cosmico ad una distanza nota. Nel momento in cui accendo il laser so quanto tempo impiega a raggiungere l'oggetto. Diciamo 10 anni luce. Nel frattempo però lo spazio si espande. Questa espansione, cambia il calcolo iniziale del tempo che occorre a ricoprire la distanza tra il laser e l'oggetto? Se si perchè, dal momento che la luce segue l'espansione stiracchiandosi?

    P.s. con gli anni sembra che anche la mia pancia segua l'espansione dello spazio

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    Ciao! Assolutamente sì, anzi purtroppo gran parte dei divulgatori (e anche molti ricercatori) descrive il redshift cosmologico come un effetto Doppler, quando non è assolutamente così. Non c'è alcuna sorgente di onde luminose che si muove NELLO spazio allontanandosi da noi emettendo luce la cui lunghezza d'onda è allungata a causa del movimento della sorgente (effetto Doppler). Quello che accade è che le sorgenti (le galassie) sono (più o meno) FERME nello spazio, è lo spazio stesso tra le galassie che si espande e stiracchia la lunghezza d'onda della luce che emettono. Sono 2 fenomeni fisici diversi e vengono descritti anche da equazioni diverse (solo in prima approssimazione, per galassie vicine, i conti sono simili). Ma dire che il redshift cosmologico è un effetto Doppler (e fare esempi di ambulanze varie ecc.) è semplicemente non corretto. Per essere completi, il redshift delle galassie che osserviamo ha anche una piccola componente Doppler, dovuta al fatto che le galassie in realtà si muovono anche NELLO spazio, attratte l'una dall'altra (pensa ad esempio ad Andromeda che viene verso di noi, in quel caso il suo blueshift si che è un effetto Doppler dovuto al moto di avvicinamento), in quel caso si parla infatti di "effetto Doppler dovuto al moto proprio" delle galassie, ma in realtà è un effetto piccolissimo e non ha nulla a che fare con l'espansione dell'Universo, che al contrario produce un redshift di natura completamente diversa dal redshift Doppler. Quindi si, l'effetto Doppler non solo è semplificativo ma proprio sbagliato.

    Prima di rispondere alla tua domanda è bene precisare che il tempo si misura in anni (anche se si parla del tempo che ci impiega la luce a viaggiare) mentre è la distanza che si misura in anni luce (un anno luce infatti è la distanza che percorre la luce in un anno, ovviamente in assenza di espansione dell'Universo).
    Per rispondere alla tua domanda, sì il calcolo del tempo va adeguato. In un Universo in espansione il tempo di volo della luce non può essere facilmente tradotto in distanza. Infatti mettiamo caso che la luce emessa da una sorgente abbia viaggiato per 1 milione di anni. In quel caso si avrebbe che il punto di partenza e quello di arrivo disterebbero tra loro esattamente 1 milione di anni luce in assenza di espansione dell'Universo, ma se l'Universo si è espanso nel frattempo allora non distano più un milione di anni luce! Nel frattempo che la luce ha viaggiato, infatti, poiché lo spazio si è espanso, la sorgente e il ricevitore si sono allontanati a più di "un milione di anni luce" di distanza l'uno dall'altro. Prendi per esempio il bordo dell'Universo osservabile, questo si trova ad una distanza fisica di circa 46 miliardi di anni luce, ma la luce per arrivare dal bordo a noi ha viaggiato per "soli" 13.7 miliardi di anni (l'età dell'Universo)!

    Se tu ora vedi una galassia a 1 milione di anni luce e lanci un raggio di luce verso di lei, devi mettere in conto che mentre la luce viaggia verso la destinazione lo spazio "sotto" di lei si sta espandendo (e questo causa il suo redshift) ma anche quello davanti e quello dietro, quindi alla fine è come se la galassia si stesse allontanando dalla luce che tenta di raggiungerla. Risultato? La luce impiega più tempo ad arrivare e in generale alla fine del viaggio la distanza tra noi e la galassia sarà molto maggiore di 1 milione di anni luce.

    In generale quindi come puoi vedere occorre risolvere le equazioni che descrivono il moto del fotone in un Universo in espansione per avere i risultati corretti. Non sono nemmeno equazioni cosi complesse come sembra, occorre però sapere come si espande l'Universo durante il tempo di volo della luce, e per fare ciò serve conoscere gli "ingredienti" di cui è fatto l'Universo e quindi da quanta e da quale materia/energia è costituito (materia ordinaria, materia oscura, energia oscura ecc.).

    Spero di aver risposto alla tua domanda.
    Buona serata

    P.S. Per quanto riguarda la pancia forse è più questione di secondo principio della termodinamica che dice in parole povere che i sistemi fisici evolvono sempre verso uno stato di maggiore entropia (maggiore disordine)... Insomma la fisica ci dice che le cose vanno sempre e solo verso il peggio per tutti, quindi vai tranquillo 😂

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