Dubbi su big bang

[Venusiano]

Se ho ben capito, si ipotizza che l'Universo abbia avuto origine da un "punto unico", per il fatto che le galassie si stanno allontanando (o meglio che l'Universo si espande) e che, riportando indietro la macchina del tempo, si otterrebbe un unico punto con massa altissima. Punto iniziale che poi sarebbe "esploso" nel Big Bang.


Sappiamo anche (almeno così ho letto su un libro) che esistono buchi neri molto piccoli e altri supermassivi, relativamente estesi anche nello spazio: la materia dunque può dare origine a corpi di densità altissima, ma questi corpi non sembrano certo essere puntiformi.

Il mio dubbio è quindi questo: come si può affermare, in base ad un semplice ragionamento tipo "torniamo indietro col tempo", che tutta la materia ed energia dell'Universo fossero concentrate, prima del Big Bang, in un unico punto?
Poco o niente si sa della fisica degli stati di materia così densi: come si può sostenere che quantità immani di materia occupassero uno spazio puntiforme all'origine dei tempi? Non potrebbe essere che l'universo contratto occupasse, all'inizio della sua storia, uno spazio pari ad un campo di calcio (tanto per fare un esempio)? Oppure lo spazio di un metro cubo? Oppure lo spazio di qualche milione di chilometri?
Perché tutto doveva proprio partire, secondo gli scienziati, da "un punto unico", se poco o niente sappiamo circa il comportamento della materia a quelle densità e temperature?

[Cagnaccio]

infatti di teorie si tratta e tali rimangono fino a che nuove scoperte non ne "correggano il tiro"

man mano che la tecnologia va avanti abbiamo la possibilità di vedere sempre più lontano (letteralmente) nell'universo, questo ci consente di "vedere il passato", in relazione al fatto che la radiazione elettromagnetica ha una propria velocità, per cui la teoria dell'esplosione viene man mano arricchita di nuovi elementi ogni qualvolta si scoprono: velocità di fuga delle galassie, tasso di espansione e di deformazione della "geometria" spaziale, ecc...

la questione del puntino è solo teoria, cioè dovrebbe essere così sulla carta, si ricade sempre sulle formule di fisica base, più volume occupi...ma tra il dire ed il fare c'è sempre di mezzo ED IL, quindi per quanto mi riguarda, in attesa di altre illuminanti risposte dai telescopi spaziali, mi rimane solo immaginare

[alexander]

secondo me è equivoco pensare al big bang in termini di un puntino.
cerco di spiegarmi, oggi come oggi tutte le risultanze che abbiamo dimostrano che l'universo si è espanso da qualcosa di molto più piccolo.
Dato che la massa e l'energia dell'universo sono state sempre e saranno sempre le stesse, se ne deduce che più l'universo era piccolo maggiore era la sua densità.
Dalla relatività generale sappiamo che quando la densità supera un determinato limite molto preciso, non ci sono forze in natura capaci di contrastare l'attrazione e quindi finisce per concentrare tutto in una singolarità.
Il ragionamento è quindi uguale a quello di un buco nero, perchè un buco nero tende a diventare di dimensioni infinitesimali e non si ferma ad una dimensione come un granello di sabbia? perchè la relatività ci insegna che ad un certo punto nulla può fermare la contrazione...
Semmai, quindi, il problema da te posto va inquadrato nel termine puntino.
In realtà lo chiamano singolarità e significa solo che, matematicamente, il big bang (o il buco nero) tendono a dimeinsione zero.
Questo ovviamente nella realtà non può avvenire, quindi almeno io, intendo la singolarità come un evento ancora non compreso.
Comunque, sempre le teorie più accreditate, prevedono che il big bang sia nato dal nulla (o un particolare vuoto quantistico) in cui tutto era simmetrico e senza entropia e in cui, ad un certo punto, c'è stata una particolare fluttuazione quantistica che ha generato una rottura di quella simmetria perfetta che ha determinato un cambiamento di fase (per farla semplice un cambiamento delle proprietà di base) che ha finito per produrre il big bang e la successiva espansione inflazionistica.
E' molto difficile spiegarlo, sprero di non aver detto troppe imprecisioni,,,,

[Red Hanuman]

Ottimo, Alex!

Se ho ben capito, si ipotizza che l'Universo abbia avuto origine da un "punto unico", per il fatto che le galassie si stanno allontanando (o meglio che l'Universo si espande) e che, riportando indietro la macchina del tempo, si otterrebbe un unico punto con massa altissima. Punto iniziale che poi sarebbe "esploso" nel Big Bang.

Nononono, non ci siamo! La necessità del big bang nasce non dall'osservazione delle galassie, ma dalla relatività generale.
Elaborando opportunamente le formule di Einstein, e ponendo come precondizione omogeneità e isotropia dell'universo (ovvero supponendo che l'universo sia invariante su grandi scale e per ogni direzione, o anche [che è lo stesso] che non siamo in una posizione privilegiata), si ricava che l'universo non può essere statico: o si contrae o si dilata. Data l'apparente (allora) staticità dell'universo, Einstein introdusse una costante cosmologica, poi eliminata dalle evidenze dell'espansione e reintrodotta a seguito delle prove di una espansione accelerata.
Un universo in espansione implica che, guardando a ritroso, esso si riduca ad un punto, il che a sua volta implica delle precise abbondanze degli elementi (nucleosintesi) e la radiazione di fondo, entrambe successivamente riscontrate.

Comunque, non si tratta di un semplice "punto" visto che in esso vi era già rinchiuso tutto l'universo, e visto che esso è nato dal nulla a seguito di una fluttuazione quantistica e di una rottura di simmetria (forse quella del campo di Higgs o altro ad esso equivalente).

Sappiamo anche (almeno così ho letto su un libro) che esistono buchi neri molto piccoli e altri supermassivi, relativamente estesi anche nello spazio: la materia dunque può dare origine a corpi di densità altissima, ma questi corpi non sembrano certo essere puntiformi.

Il mio dubbio è quindi questo: come si può affermare, in base ad un semplice ragionamento tipo "torniamo indietro col tempo", che tutta la materia ed energia dell'Universo fossero concentrate, prima del Big Bang, in un unico punto?
Poco o niente si sa della fisica degli stati di materia così densi: come si può sostenere che quantità immani di materia occupassero uno spazio puntiforme all'origine dei tempi? Non potrebbe essere che l'universo contratto occupasse, all'inizio della sua storia, uno spazio pari ad un campo di calcio (tanto per fare un esempio)? Oppure lo spazio di un metro cubo? Oppure lo spazio di qualche milione di chilometri?
Perché tutto doveva proprio partire, secondo gli scienziati, da "un punto unico", se poco o niente sappiamo circa il comportamento della materia a quelle densità e temperature?

Ci troviamo di fronte a due fenomeni per certi versi simili ma non identici. In effetti, il nostro universo è il frutto di una "fontana" di energia e non di una contrazione di una massa. Il nostro universo è l'esatto contrario di un buco nero, in termini di tempo: nel primo l'energia si libera e si espande, nel secondo si contrae e si chiude su se stesso. Di fatto, la differenza potrebbe stare tutta nella diversa direzione della freccia del tempo, anche se il discorso è molto vasto.
Se vuoi chiarimenti, spulcia tra gli articoli di Enzo (nel portale) e/o fagli una domanda sul suo blog...

[Venusiano]

Grazie... ma temo di non essere all'altezza (per mancanza di basi, non per stupidità...) non solo per affrontare/confutare, ma anche e soprattutto per capire veramente certi argomenti. Di fisica non mi ricordo più niente (la studiai, e male, al liceo e al primo anno di Università) e, pur apprezzando le vostre risposte, non riesco davvero a capirle! Sia queste, sia quelle circa la velocità della luce...

Capisco solo le risposte sui pianeti... ma quando si parla di relatività e spazio-tempo... sono una frana!

[Red Hanuman]

Datti tempo e, se ne hai voglia, ripassati un po' di fisica (magari dei libri di Enzo). E non ti preoccupare, chiedi quello che vuoi.
Abbi solo pazienza, perchè il tempo che ho a disposizione è quello che è...

[alexander]

Grazie... ma temo di non essere all'altezza (per mancanza di basi, non per stupidità...) non solo per affrontare/confutare, ma anche e soprattutto per capire veramente certi argomenti. Di fisica non mi ricordo più niente (la studiai, e male, al liceo e al primo anno di Università) e, pur apprezzando le vostre risposte, non riesco davvero a capirle! Sia queste, sia quelle circa la velocità della luce...

Capisco solo le risposte sui pianeti... ma quando si parla di relatività e spazio-tempo... sono una frana!

tranquillo anche io di fisica non capisco niente pero' con impegno, con qualche buon esempio e con l'aiuto di enzo, red e altri almeno son riuscito a farmi un'idea minima della realta' che ci circonda...
se ti interessa approfondire secondo me ti conviene trattare un argomeno alla volta cercando nel forum o negli articoli e piano piano cominci ad antrare in quei meccanismi.
cominciare con il big bang e con il modello standard e' un buon inizio....

[Giovanni Ippolito]

"La mia intelligenza? Più che mediocre. I miei unici meriti sono stati impegno e ottimismo"
Rita Levi-Montalcini

È solo esperienza. Fino a qualche anno fa non capivo granché di relatività e spazio-tempo. Mi erano concetti davvero ostici. Eppure il fascino era tanto grande quanto incontenibile era l'entusiasmo. Oggi sono riuscito a capire tutto quello che ha scritto Red Hanuman. (In questo mi sono stati utilissimi gli articoli di Zappalà, Red Hanuman, e questi forum tra l'altro.)
Queste cose si impara a capirle faticosamente piano piano. Te lo dice uno che ha rinunciato a studiare fisica perché aveva il 4 fisso a matematica.

[blake]

Se ho ben capito, si ipotizza che l'Universo abbia avuto origine da un "punto unico", per il fatto che le galassie si stanno allontanando (o meglio che l'Universo si espande) e che, riportando indietro la macchina del tempo, si otterrebbe un unico punto con massa altissima. Punto iniziale che poi sarebbe "esploso" nel Big Bang.

Qui trovi una trattazione semplificata dell'origine dell'universo . Ciao