Un universo senza via d'uscita

[Lontano]

Auguri di buon anno a tutti.

Cosa sono le distanze comoventi?

[Red Hanuman]

Egregio sig. Enzo Buono e Felice 2013.
Anch'io avevo già letto di questa ipotesi e vorrei, invece, sottoporle questa:
l'universo é esploso, si espande e, quindi e secondo me, ci sarà una galassia ai confini dello spazio. Ci sarà un sole, ai confini esterni - dentro questa galassia - che ha una "terra" che gira intorno. Un abitante di un simile mondo cosa potrebbe osservare? Sei mesi di fantasmagoriche luci dell'intero universo e sei mesi di.....? Non mi dica, per cortesia, che ogni punto nell'universo non é privilegiato perchè, secondo me, le galassie ai confini dell'universo ci sono se veramente siamo nati con una esplosione.
Cosa ne pensa? Le rinnovo i più cordiali saluti di un felice anno.
Carmine Torchiaro

Mi spiace, ma l'universo non ha confini, come non ne ha la superficie di una sfera. Niente confini, nessun punto privilegiato....
E non dovremmo parlare di esplosione, ma di espansione. Dire esplosione sottintende che c'è altro spazio intorno, in cui ciò che esplode si espande. Invece è stata una espansione dovuta alla creazione di nuovo spazio....

[Red Hanuman]

Esiste quindi un punto, tra noi e questa galassia remota, dove la luce dei due punti (noi e "loro") risulta in un certo senso "ferma"?

No. L'espansione non ha punti di riferimento privilegiati, ma avviene contemporaneamente in tutto lo spazio.
La luce non ci arriva perché si forma nuovo spazio, in una quantità maggiore di quella che la luce percorre nell'unità di tempo.
E' un po' come se la luce fosse una barca che risale la corrente di un fiume. Se la corrente è maggiore della velocità della barchetta, da riva la vedi indietreggiare anche se sta muovendo controcorrente....

[Red Hanuman]

Auguri di buon anno a tutti.

Cosa sono le distanze comoventi?

E' un concetto un po' complesso, e lascio a Enzo le correzioni.
Comunque, se non ho capito male, la distanza comovente è una distanza che viene calcolata in un sistema di coordinate che si espande con l'espansione dell'universo, ed è quindi legato ad essa.
Facciamo un'esempio: supponiamo di voler misurare la distanza tra due galassie che sono completamente slegate gravitazionalmente sia tra di loro che dalle altre galassie. La loro distanza varierà solo in relazione alla espansione dell'universo.
Se noi andiamo a misurare la distanza, possiamo esprimerla come il tempo impiegato dalla luce per raggiungerci.
Tuttavia, questa non è la vera distanza, perché nel frattempo lo spazio tra le due galassie è aumentato per via dell'espansione dell'universo. La "vera" distanza, quindi, è data dallo spazio percorso dalla luce in quel tempo PIU' l'espansione dell'universo.
Ma in un sistema di coordinate comoventi con l'espansione dall'universo, la distanza rimane COSTANTE, perché il sistema di coordinate si è dilatato con l'espansione dell'universo.....
Quindi, per calcolare la distanza tra le due galassie in un determinato momento, ci basterà moltiplicare la distanza comovente per un fattore che dipende dal momento scelto per effettuare la misura e dalla forma dell'universo...

Enzo, correggimi tu, perché non sono sicuro di aver capito bene....

[SuperMagoAlex]

Mi spiace, ma l'universo non ha confini, come non ne ha la superficie di una sfera. Niente confini, nessun punto privilegiato....
E non dovremmo parlare di esplosione, ma di espansione. Dire esplosione sottintende che c'è altro spazio intorno, in cui ciò che esplode si espande. Invece è stata una espansione dovuta alla creazione di nuovo spazio....

Da quanto ho capito la velocità di espansione dell'Universo è superiore alla velocità della luce, ma non è infinita ed è veriabile. E' corretto?

[Red Hanuman]

Da quanto ho capito la velocità di espansione dell'Universo è superiore alla velocità della luce, ma non è infinita ed è veriabile. E' corretto?

No, non ci siamo. L'espansione dell'universo è creazione di spazio. E' spazio in più che si crea in ogni luogo dell'universo. Per questo motivo le galassie sembrano allontanarsi tra di loro con velocità crescenti tanto più sono lontane da noi.

E' il solito esempio del palloncino che si gonfia: due punti del palloncino si allontanano tra di loro a velocità che dipendono dalla posizione iniziale. Più i due punti erano lontani all'inizio, maggiore è la velocità di allontanamento apparente che sembrano avere.

Se poi arrivano ad essere abbastanza lontani, allora lo spazio che si forma tra di loro è maggiore di quello che percorre la luce nello stesso tempo, e quindi le galassie finiscono per non essere più visibili l'un l'altra, perché la luce della galassia 1 non può raggiungere la galassia 2, e viceversa....

[Vincenzo Zappalà]

ciao a tutti...
vedo che Red ha già risposto più che bene. Le distanze comoventi sono proprio le distanze che ogni oggetto avrebbe in questo istante. Esse vengono considerate costanti (ossia le linee di universo diventano parallele tra loro) e per risalire a quelle istantanee bisogna moltiplicarle per il fattore di espansione. E' un modo estremamente utile per rappresentare lo spazio-tempo attraverso il cono di luce e la metrica a lui associata.

Sulla "bolla" di Hubble scriverò ancora qualcosetta in forma molto elementare (disegnarla nella metrica di Minkowski creerebbe sicuramente troppa confusione nella maggior parte dei lettori. Almeno per come al momento riuscirei a sintetizzarla). Comunque, sì, la luce rimarrebbe a "bagno maria", viaggiando alla sua velocità ma trattenuta dall'espansione dell'Universo.

Per quanto riguarda i confini e le galassie sull'orlo del confine non aggiungo parole. Ne abbiamo parlato molto: se ancora qualcuno non riesce a comprendere il significato di infinito, di quattro dimensioni, di differenza tra rappresentazione schematica e realtà dello spazio-tempo, di signbificato di cono di luce e di indipendenza del punto di osservazione (ogni punto è il centro dell'Universo per definizione), posso solo consigliargli di leggere un testo divulgativo e rifletterci un po' sopra. Sicuramente servirebbe il libro scritto con Francesca e tanta voglia di capire... Senza sforzo mentale non si ottiene niente se non le notizie già impacchettate e preparate della TV...

[SuperMagoAlex]

No, non ci siamo. L'espansione dell'universo è creazione di spazio. E' spazio in più che si crea in ogni luogo dell'universo. Per questo motivo le galassie sembrano allontanarsi tra di loro con velocità crescenti tanto più sono lontane da noi.

E' il solito esempio del palloncino che si gonfia: due punti del palloncino si allontanano tra di loro a velocità che dipendono dalla posizione iniziale. Più i due punti erano lontani all'inizio, maggiore è la velocità di allontanamento apparente che sembrano avere.

Se poi arrivano ad essere abbastanza lontani, allora lo spazio che si forma tra di loro è maggiore di quello che percorre la luce nello stesso tempo, e quindi le galassie finiscono per non essere più visibili l'un l'altra, perché la luce della galassia 1 non può raggiungere la galassia 2, e viceversa....

Ok grazie per le delucidazioni

La "digestione" di alcuni concetti (almeno x me) è abbastanza lunga, ma prima o poi ci arriverò

[AlexanderG]

No. L'espansione non ha punti di riferimento privilegiati, ma avviene contemporaneamente in tutto lo spazio.
La luce non ci arriva perché si forma nuovo spazio, in una quantità maggiore di quella che la luce percorre nell'unità di tempo.
E' un po' come se la luce fosse una barca che risale la corrente di un fiume. Se la corrente è maggiore della velocità della barchetta, da riva la vedi indietreggiare anche se sta muovendo controcorrente....

Appunto,
se esistono punti "vicini" a noi per i quali la loro luce riesce a raggiungerci, e punti "lontani" la cui luce non riuscirà mai a raggiungerci, deve esistere un punto di "confine", giusto?
Come nel tuo esempio della barchetta, se la sua velocità, rispetto alla corrente, è uguale in modulo ma opposta in verso, da riva risulterà perfettamente ferma
Ora, è possibile calcolare questa distanza di confine? Sicuramente sarà una funzione del tempo, ma per le mie nozioni, non riesco ad andare oltre.

Ciao,
Alex.

[Red Hanuman]

Appunto,
se esistono punti "vicini" a noi per i quali la loro luce riesce a raggiungerci, e punti "lontani" la cui luce non riuscirà mai a raggiungerci, deve esistere un punto di "confine", giusto?
Come nel tuo esempio della barchetta, se la sua velocità, rispetto alla corrente, è uguale in modulo ma opposta in verso, da riva risulterà perfettamente ferma
Ora, è possibile calcolare questa distanza di confine? Sicuramente sarà una funzione del tempo, ma per le mie nozioni, non riesco ad andare oltre.

Ciao,
Alex.

Beh, messa così ha un senso. In effetti questo confine c'è, ma è mobile sia nel tempo sia per i diversi punti dello spazio (ognuno ha il suo).
E' l'orizzonte del cosiddetto "universo osservabile" (il che ci fa tornare all'articolo di Enzo. Questo orizzonte presenta molte analogie con l'orizzonte degli eventi di un buco nero...).
Nel tempo vale 13,7 miliardi di anni, cioè l'età dell'universo. Nello spazio, tenendo conto dell'espansione dell'universo (e ricavandone un tasso medio ad oggi) vale circa 16 miliardi di anni luce (la cosiddetta distanza di Hubble).
La luce che parte ora dagli oggetti che stanno oltre questo spazio non potrà mai raggiungerci....
Il buffo è che comunque continuiamo a vedere questi oggetti, ma come erano nel passato (vediamo la luce che è partita tempo fa).
Il che dilata il nostro universo osservabile a 47 miliardi di a.l. di raggio nello spazio (cioè, gli oggetti che ora vediamo adesso si trovano al massimo a questa distanza). In futuro, molti di questi oggetti non potremo più vederli....