Materia oscura come curvatura spazio temporale?

[Utente rimosso]

Buona sera a tutti.
Apro questa discussione azzardando questa mia ipotesi, ovviamento non stroncatemi subito

Ipotizzo che la materia oscura sia semplicemente una curvatura spazio-temporale, quindi non verrà mai trovata perché "immateriale".
In altre parole, la materia oscura è solo una un effetto gravitazionale senza proprietà inerziali.
In cosmologia la materia oscura è definita come un'ipotetica componente della materia non barionica che, a differenza della materia conosciuta, non emetterebbe radiazione elettromagnetica e sarebbe attualmente rilevabile solo indirettamente attraverso i suoi effetti gravitazionali
Importanti prove osservative della necessità di materia oscura sono fornite dalle curve di rotazione delle galassie a spirale e non. Invece di diminuire a grandi raggi, le velocità orbitali rimangono all'incirca costanti.
Teorizzo che la materia oscura non sia altro che una curvatura spazio/temporale che non ha proprietà inerziali ma solo effetti gravitazionali. Di conseguenza, non è una materia "fisica", e, quindi, non verrà mai trovata perché "immateriale".

[Red Hanuman]

In pratica, una versione personalizzata della teoria MOND...

[Utente rimosso]

In pratica, una versione personalizzata della teoria MOND...

Veramente io non propongo alcuna modifica della dinamica newtoniana.
Semplicemente seguo la relatività generale per cui la gravità non è altro che curvatura dello spazio tempo. Mi sembra molto più semplice che letteralmente "inventarsi" una materia impossibile da vedersi e quindi "immateriale" per definizione. D'altra parte è la componente inerziale che rende la materia "materiale" appunto. La curvatura dello spazio tempo e "invisibile" e la possiamo rivelare solo per i suoi effetti gravitazionali (l'unica caratteristica della cosiddetta materia oscura)

[Utente rimosso]

Di seguito cerco di spiegarmi meglio, ma sempre molto sinteticamente.

Cosa succede in presenza di vincoli gravitazionali come quelli che tengono insieme tutta la massa di una generica galassia? Questo vincolo impedisce alla materia della galassia di allontanarsi per “seguire” l’espansione dell’universo, cioè impedisce localmente la formazione di Spazio mediante l’espansione. Quindi si genera una energia potenziale gravitazionale proporzionale alla differenza tra la distanza che poteva aversi per l’espansione dello spazio (che aumenta nel tempo) e quella attuale mantenuta dal vincolo stesso. Questo vincolo, a seguito dell’espansione dello spazio 3D circostante, genera una curvatura nello spazio tempo 4D. Questa curvatura, secondo la teoria generale della relatività, è ciò che causa la gravità, per cui l’energia potenziale gravitazionale suddetta non si trasforma in vera materia (oscura), ma corrisponde ad una curvatura dello spazio tempo equivalente alla massa oscura come effetto gravitazionale.

[Utente rimosso]

Aggiungo un piccolo esperimento che mette in evidenza che un vincolo in un sistema in espansione crea una curvatura.
Ho usato il classico esempio per simulare 'espansione dell'universo, cioè il palloncino che si gonfia in cui la superfice dello stesso rappresenta il nostro spazio 3D, mentre l'interno rappresenta la dimensione temporale. (lo so che è la torta che lievita con i canditi che si allontanano tra loro l'esempio più calzante per "visualizzare" l'espansione dell'universo, ma con la torta non potevo verificare alcunchè)
Ho incollato i 2 estremi di un ferretto su un palloncino poco gonfio. Questo ferretto incollato rappresenta il vincolo gravitazionale esistente tra 2 masse (i 2 punti in cui il ferretto è incollato), in quanto non permette alla gomma del palloncino presente tra i 2 punti d'incollaggio di espandersi. Quindi ho gonfiato il palloncino simulando l'espansione dello spazio ed il risultato è quello che vedete nella foto. Una curvatura verso l'interno del palloncino.
Palloncino.jpg

[Red Hanuman]

Di seguito cerco di spiegarmi meglio, ma sempre molto sinteticamente.

Cosa succede in presenza di vincoli gravitazionali come quelli che tengono insieme tutta la massa di una generica galassia? Questo vincolo impedisce alla materia della galassia di allontanarsi per “seguire” l’espansione dell’universo, cioè impedisce localmente la formazione di Spazio mediante l’espansione.

Cioè, proponi una violazione locale ad una condizione universale? Fisicamente è una assurdità che deve essere fortemente motivata.
Inoltre, non tieni conto che le stesse considerazioni potrebbero applicarsi ai cluster di galassie, col risultato che si vedrebbero ampie anomalie dell'espansione dell'universo.
No, proprio non ci sta.

Quindi si genera una energia potenziale gravitazionale proporzionale alla differenza tra la distanza che poteva aversi per l’espansione dello spazio (che aumenta nel tempo) e quella attuale mantenuta dal vincolo stesso. Questo vincolo, a seguito dell’espansione dello spazio 3D circostante, genera una curvatura nello spazio tempo 4D. Questa curvatura, secondo la teoria generale della relatività, è ciò che causa la gravità, per cui l’energia potenziale gravitazionale suddetta non si trasforma in vera materia (oscura), ma corrisponde ad una curvatura dello spazio tempo equivalente alla massa oscura come effetto gravitazionale.

Da dove si genererebbe questa energia gravitazionale? Se la curvatura riguarda l'universo in 4d, allora anche lo scorrere del tempo viene modificato?

In ogni caso, una modifica della curvatura va incluse nelle formule di Einstein, che sono state ampiamente verificate...

[Red Hanuman]

Aggiungo un piccolo esperimento che mette in evidenza che un vincolo in un sistema in espansione crea una curvatura.
Ho usato il classico esempio per simulare 'espansione dell'universo, cioè il palloncino che si gonfia in cui la superfice dello stesso rappresenta il nostro spazio 3D, mentre l'interno rappresenta la dimensione temporale. (lo so che è la torta che lievita con i canditi che si allontanano tra loro l'esempio più calzante per "visualizzare" l'espansione dell'universo, ma con la torta non potevo verificare alcunchè)
Ho incollato i 2 estremi di un ferretto su un palloncino poco gonfio. Questo ferretto incollato rappresenta il vincolo gravitazionale esistente tra 2 masse (i 2 punti in cui il ferretto è incollato), in quanto non permette alla gomma del palloncino presente tra i 2 punti d'incollaggio di espandersi. Quindi ho gonfiato il palloncino simulando l'espansione dello spazio ed il risultato è quello che vedete nella foto. Una curvatura verso l'interno del palloncino.
Palloncino.jpg

Esempio totalmente fuorviante.
Intanto, se vuoi simulare un universo 4D su un palloncino, riduci a 2 le dimensioni, e quindi la curvatura all'interno non ci sta.
Inoltre, il ferro crea una tensione che si applica su sulla superficie tra i due punti, ed è un qualcosa di fisicamente materiale, mentre due masse nella realtà generano delle curvature che sono autosostenute, e non hanno bisogno di alcunché tra di loro.

E comunque, è come se avessi introdotto della massa oscura tra i due punti (visto che non consideri il ferretto, è come se fosse un qualcosa di "oscuro", appunto).

[Utente rimosso]

Esempio totalmente fuorviante.
Intanto, se vuoi simulare un universo 4D su un palloncino, riduci a 2 le dimensioni, e quindi la curvatura all'interno non ci sta.

Come dicevo, facendo una'analogia con l'universo 4D, la superfice del palloncino corrisponde allo spazio 3D dell'universo e l'interno del palloncino alla 4a dimensione (dimensione temporale). Quindi riduco a 3 le dimensioni, non a 2.

Inoltre, il ferro crea una tensione che si applica su sulla superficie tra i due punti, ed è un qualcosa di fisicamente materiale,

il ferro tra i 2 punti del palloncino è ciò che impedisce ai 2 punti del palloncino di non seguirne l'espansione. Quindi, anche se ovviamente non sono la gravità, ma simulano egregiamente l'effetto della gravita, cioè quello d'impedirne l'allontanamento.

mentre due masse nella realtà generano delle curvature che sono autosostenute, e non hanno bisogno di alcunché tra di loro.

certo, ma nella realtà sono proprio queste curvature che generano il vincolo gravitazionale che impedisce alle 2 ipotetiche masse di seguire l'espansione dell'universo.

E comunque, è come se avessi introdotto della massa oscura tra i due punti (visto che non consideri il ferretto, è come se fosse un qualcosa di "oscuro", appunto).

Non ho introdotto la massa oscura tra i 2 punti ma il vincolo gravitazionale che ne impedisce l'allontanamento. E' la curvatura nella 3a dimensione della superficie del palloncino a simulare la massa oscura, non il ferretto.

[Utente rimosso]

Cioè, proponi una violazione locale ad una condizione universale? Fisicamente è una assurdità che deve essere fortemente motivata.
Inoltre, non tieni conto che le stesse considerazioni potrebbero applicarsi ai cluster di galassie, col risultato che si vedrebbero ampie anomalie dell'espansione dell'universo.
No, proprio non ci sta.

L'anomalia, se così vogliamo chiamarla, nei cluster di galassie e che anche qui, dove esiste un vincolo gravitazionale tra le varie galassie, lo spazio nel cluster non si espande.

Da dove si genererebbe questa energia gravitazionale?

Scrivo la risposta che è un poco lunghetta

Se la curvatura riguarda l'universo in 4d, allora anche lo scorrere del tempo viene modificato?

E' la stessa curvatura che genera la gravità secondo la relatività generale (RG), quindi il tempo viene modificato in accordo alla RG.

In ogni caso, una modifica della curvatura va incluse nelle formule di Einstein, che sono state ampiamente verificate...

Nessuna modifica. E' lo stesso tipo di curvatura dello spazio tempo corrispondente alla gravità secondo la RG.

[Utente rimosso]

Cioè, proponi una violazione locale ad una condizione universale? Fisicamente è una assurdità che deve essere fortemente motivata.
Inoltre, non tieni conto che le stesse considerazioni potrebbero applicarsi ai cluster di galassie, col risultato che si vedrebbero ampie anomalie dell'espansione dell'universo.
No, proprio non ci sta.

L'anomalia, se così vogliamo chiamarla, nei cluster di galassie e che anche qui, dove esiste un vincolo gravitazionale tra le varie galassie, lo spazio nel cluster non si espande.

Da dove si genererebbe questa energia gravitazionale?

Questa è una domanda a cui posso rispondere solo prolungandomi un po' e usando formule newtoniane per semplicità.
Semplifico all’estremo, senza, ovviamente, usare integrali.
Supponiamo di avere al tempo t₁ due Masse M_a e M_b poste alla distanza d tra loro.
Al tempo t₂, l’universo si è espanso di un fattore di scala = a, ma le 2 masse mantengono la loro distanza media tra loro pari a d, proprio a causa del vincolo gravitazionale che le lega. Quindi possiamo dire che la forza gravitazionale ha compiuto un lavoro virtuale (link) perché ha impedito alle 2 masse di allontanarsi dalla distanza iniziale d (al tempo t₁) a quella finale al tempo t₂. Questo lavoro è pari a:

Formula.jpg

Questo lavoro corrisponde all’energia potenziale gravitazionale di cui parlavo, che per la famosa E=mc2, corrisponde alla materia oscura del modello standard..
Secondo questa mia ipotesi, poiché l’universo continua ad espandersi, la materia oscura, che io chiamo massa di curvatura con caratteristiche solo gravitazionali e non inerziali, continuerà ad aumentare e quindi, nel tempo le curve di rotazione delle galassie continueranno ad essere piatte, ma aumentando in valore assoluto per compensare questo aumento di materia oscura (di curvatura).

Se la curvatura riguarda l'universo in 4d, allora anche lo scorrere del tempo viene modificato?

E' la stessa curvatura che genera la gravità secondo la relatività generale (RG), quindi il tempo viene modificato in accordo alla RG.

In ogni caso, una modifica della curvatura va incluse nelle formule di Einstein, che sono state ampiamente verificate...

Nessuna modifica. E' lo stesso tipo di curvatura dello spazio tempo corrispondente alla gravità secondo la RG.