Perché di notte il cielo non è luminoso?

Cari compagni,

Sono d'accordo con la risposta di Harry Nielsen ad alcune critiche di Alex Nichols sull'articolo Crisis in Cosmology. Però mi sembra che ci sia un punto che effettivamente meriti una controreplica più decisiva: il paradosso di Olbers.

Heinrich Olbers affermò che se le galassie e le stelle fossero esistite per un periodo di tempo infinito allora tutto il cielo sarebbe apparso luminoso, non scuro [di notte]. Heinrich Olbers aveva ragione (perlomeno se l'Universo non si sta espandendo abbastanza velocemente e se non ha una forma frattale).

In effetti, l'Universo è luminoso -- soltanto non luminoso quanto il Sole, perché il Sole e le altre stelle sono molto più calde della temperatura media dell'Universo. Ogni punto nel cielo è luminoso, alla lunghezza d'onda caratteristica della Radiazione Cosmica di Fondo. Si tratta semplicemente di una lunghezza d'onda che i nostri occhi non possono vedere: “un osservatore che avesse occhi sensibili alla radiazione di Planck a 3 Kelvin vedrebbe che il cielo notturno è luminoso, come previsto da Heinrich Olbers.” (Paul Marmet, The 3K Microwave Background and the Olbers Paradox).

Ad ogni modo, la cosmologia del plasma non afferma che le galassie e le stelle siano esistite per un periodo infinito di tempo. Eric J Lerner spiegava nel suo famoso libro Il Big Bang non c'è mai stato che l'esistenza delle stelle risale ad un certo stadio dello sviluppo dell'Universo (infinitamente vecchio), qualcosa come 20 miliardi di anni fa. L'Universo è sempre esistito; le galassie e le stelle no.

“Si è accesa la luce” nell'Universo con l'inizio dell'era nucleare (fusione all'interno delle stelle), ma noi non possiamo vedere la luce di stelle più lontane di 20 miliardi di anniluce. Quando guardiamo così lontano vediamo solo quello che stava succedendo “prima” dell'era nucleare, e quelle erano ere molto più buie dominate dalla gravità e dall'elettromagnetismo.

Se il ritmo delle reazioni fisiche che trasformano energia sta diventando sempre più veloce (e non sempre più lento come postulano i sostenitori del Big Bang), guardandoci attorno non dovremmo vedere una luce infinitamente intensa provenire da ogni punto: dovremmo vedere un sacco di luce provenire dalle sorgenti luminose più vicine e l'oscurità quando guardiamo verso luoghi più lontani -- il tutto coperto da un alone di luce simile ad una radiazione di corpo nero a 3K, proveniente dal materiale interstellare (principalmente, plasma). Be', in effetti questo è ciò che vediamo!

L'infinità dell'Universo nello spazio e nel tempo non è paradossale, specie se ce lo immaginiamo come un universo in evoluzione, non stazionario.

(traduzione di un articolo pubblicato su In defence of Marxism l'8 dicembre 2005)

Luce che cade dal cielo (a radiofrequenza)

Però mi viene un'obiezione da fare. E' vero che se vedessimo la radiazione a 3 K (abilità di dubbia utilità pratica, al di fuori di questa circostanza, a dire il vero :D) osserveremmo un cielo assolutamente luminoso: ma non INFINITAMENTE luminoso. L'intensità della radiazione di fondo è comunque, ovviamente, ben determinata. Il senso profondo del paradosso di Olbers è l'assurdità dell'esistenza di una radiazione di intensità infinita, al di là della sua lunghezza d'onda. Anche una radiazione praticamente impossibile da assorbire come quella a 3 K, oltretutto, sarebbe sufficiente a riscaldare infinitamente un corpo se fosse presente in quantità infinita. Non lo è perché ci sono l'espansione dell'universo e il red-shift, che rendono impossibile per la radiazione elettromagnetica raggiungerci da una distanza superiore a circa 46 miliardi di anni-luce (dice la Wiki - comunque il valore esatto qui non importa, basta il concetto). In sostanza, o l'universo è finito e più grande di così, o è infinito - in entrambi i casi, però, il "nostro" universo è un cono di spazio tempo, nel passato e nel futuro, dal quale non possiamo uscire in ogni caso, e, in questo senso, è finito. Non sono sicuro che abbia anche solo un senso domandarsi se effettivamente l'universo sia finito o infinito, in quest'ottica, allo stesso modo in cui non ha senso domandarsi cosa succederebbe ad un corpo dotato di massa sparato alla velocità di 400.000 km/s. Persino l'effetto Einstein-Podolsky-Rosen, che sembra infrangere la velocità della luce, è comunque relativo a particelle originariamente entangled, e quindi che fanno parte dello stesso "universo-cono".
Poi c'è l'ipotesi più interessante: che l'universo sia effettivamente curvo su sé stesso, più piccolo dei 46 miliardi di anni-luce detti prima, e che noi in realtà vediamo la radiazione di fondo che noi stessi abbiamo emesso un bel po' di tempo fa, che ha fatto tutto il giro prima di tornare da noi :-). Lo troverei quantomeno divertente, ma non so se possa avere fondamento o se come ipotesi sia già stata smentita.

"Per essere un immacolato membro di un gregge di pecore, bisogna innanzitutto che tu sia una pecora." (Albert Einstein)

La "radiazione di Olbers" nella realtà non è infinita

Ciao!
Certo, la luce del cielo notturno non ha intensità infinita. Questo può succedere anche in un universo infinito ed esistente da un tempo infinito, purché le stelle non siano accese da sempre. Il paradosso di Olbers è un paradosso solo se ci immaginiamo un universo eterno, infinito e non in evoluzione. La mia ipotesi invece è che l'Universo sia eterno, infinito ed in evoluzione: così stando le cose, le stelle avrebbero avuto solo alcuni miliardi di anni, 20 secondo la stima di Lerner, per emettere radiazione; quando guardiamo più lontano di 20 miliardi di anniluce, vediamo il cosmo buio che ha preceduto l'era delle stelle. Se le cose stanno così, solo le stelle più vicine di 20 miliardi di anniluce contribuirebbero ad illuminare le nostre notti. Le altre infinite stelle accese "in questo momento" a distanze maggiori hanno emesso una radiazione che non ci ha ancora raggiunto.
Il senso della mia breve lettera è che il paradosso di Olbers di per sé non smentisce la possibilità di un universo infinitamente ampio ed infinitamente vecchio. A presto!

I limiti di un'evoluzione infinita

Come ti ho già detto, quest'idea non mi convince del tutto. Innanzitutto presuppone che l'universo parta (asintoticamente, all'infinito) da una condizione di materia uniformemente distribuita a densità bassissima e che essa poi sia andata a collassare; ma se posso accettare una singolarità matematica che dà origine allo spazio tempo, anche se essa comporta valori infiniti (appunto, è una singolarità...), l'idea di un universo costituito, "al limite" di t -> meno infinito, di una distribuzione di materia infinita a densità ben precisa, mi disturba. Perché quella densità e non un'altra, allora? E poi, l'osservazione ci insegna che in genere i sistemi tendono all'equilibrio, al minimo dell'energia potenziale; cosa allora dovrebbe spingere il nostro universo all'eterna evoluzione? Non esiste un punto minimo, in cui tutta l'energia disponibile sarà esaurita, in cui l'universo si congelerebbe per sempre? Già fatico a immaginare cosa, una volta che tutto l'idrogeno sarà stato tramutato in ferro dalla fusione nucleare, possa fornire energia (alla fin fine, l'energia liberata nella fusione è quella dell'interazione più forte di tutte); ma non vedo assolutamente come l'evoluzione e la vita dell'universo possano addirittura durare all'infinito. Certo, la nostra potrebbe essere una fase molto particolare, un momento finito di tempo tra l'universo di densità infinitesima e quello di densità massima, e potremmo invocare il principio antropico per spiegare il fatto che osserviamo un momento simile. Però mi sembra sempre più credibile che il nostro universo sia una forma in certo qual modo finita, sia nello spazio che nel tempo. Una struttura ben precisa che, guardata "dall'esterno" delle nostre 4 dimensioni, risulterebbe compiuta in sé stessa.

"Per essere un immacolato membro di un gregge di pecore, bisogna innanzitutto che tu sia una pecora." (Albert Einstein)

E se tutto esistesse da sempre? ...Perché no?

Ciao,
l'idea che l'Universo sia esistito da sempre suscita in noi, esseri finiti e mortali, un immediato senso di stupore e diffidenza. Tuttavia questa reazione psicologica può facilmente essere spiegata e anche superata, di conseguenza non la prenderei come punto di partenza per trarne delle conclusioni teoriche. Ci sono affermazioni sbalorditive o controintuitive che ciò nonostante sono vere. D'altronde la creazione ex nihilo non mi pare meno stupefacente né in minore contrasto con la nostra esperienza, ed è in ultima analisi l'alternativa che ci viene offerta all'idea di un universo eterno.
Chiedi "perché quella densità e non un'altra?". Non ne ho la minima idea, ma questa domanda potrebbe valere per qualunque grandezza caratteristica dell'Universo e non è detto che abbia senso. Peraltro siccome si parla di un universo infinito anche nello spazio, non è detto che se ne possa definire una densità media né per il presente (tra parentesi, che senso ha parlare di "presente" per un oggetto di infinita estensione? la contemporaneità di eventi distanti è un concetto relativo, come insegna Einstein) né per il passato o per il futuro.

"l'osservazione ci insegna che in genere i sistemi tendono all'equilibrio"

Sei così sicuro? A me non pare. Niente di quel che vediamo attorno a noi tende all'equilibrio. Prigogine ha mostrato come i flussi di energia allontanino i sistemi aperti dall'equilibrio e qualunque sottoinsieme (proprio) di un universo infinito è un sistema aperto. La materia tende spontaneamente ad organizzarsi e le conclusioni che valgono per casi molto artificiali di sistemi chiusi vicini all'equilibrio non possono essere estesi così a cuor leggero.
Certo, l'energia si degrada e le leggi della termodinamica valgono, ma queste leggi per esempio non impediscono che, insieme all'innalzarsi della temperatura media del cosiddetto vuoto (energia totalmente degradata), si formino, come isole di ordine in un oceano di entropia, strutture lontane dall'equilibrio sempre più complesse alimentata da colossali flussi di energia. Questo, a ben vedere, è ciò che è successo finora, per esempio è la storia dell'accensione del Sole con la contrazione della nebulosa primordiale da cui si è formato il Sistema Solare, della formazione della Terra e della vita, dello sviluppo della civiltà umana ecc. Si aggiunga che non è affatto chiaro come la gravità possa essere inserita nel semplicistico schema concettuale "ordine vs entropia".

La visione dell'Universo come una macchina che si scarica, carica originariamente da qualche fenomeno misterioso ed irripetibile (la mano di Dio?), è una visione che non prende in considerazione ciò che stiamo scoprendo sull'autorganizzazione della materia e sulla sua evoluzione spontanea. Se le cose stanno come immagino, non siamo affatto in un momento particolare dell'evoluzione del cosmo, siamo in una delle tante fasi della sua interminabile evoluzione.

Come ti ho già accennato

Come ti ho già accennato brevemente, io non sono certo propenso a parlare di una 'mano di Dio' che carica inizialmente l'orologio-universo. Però trovo che nell'idea di un universo infinito ci sia qualcosa di stonato. Hai ragione, può benissimo essere un pregiudizio di noi "esseri finiti e mortali": ma così come ci sono esempi di concetti controintuitivi che in realtà sono veri, così è altrettanto vero che talvolta il nostro senso 'estetico' e logico è un'ottima guida nel giudicare i meccanismi dell'universo. Come questo avvenga fa parte del mistero che avvolge la connessione tra la matematica che può esistere anche solo nelle nostre menti e le leggi di natura che governano l'universo. Pensaci un po': concetti controintuitivi sono persino i numeri reali, o l'infinita suddivisibilità delle grandezze fisiche (già i greci ci sbattevano contro la testa, e Zenone ci ha costruito su i suoi famosi paradossi). E guarda un po'? La meccanica quantistica ci porta a scoprire che, su scala atomica, le grandezze sono discrete (basate quindi sull'assolutamente intuitivo concetto di numero naturale). E personalmente non mi stupirei di scoprire, anzi, sono convinto che sia così, che anche spazio e tempo sono discretizzati su una scala minima. Vista da questo punto di vista, la meccanica quantistica è assolutamente sensata, anzi, è l'unico modo sensato di costruire un mondo: dare alle cose dei confini 'netti' richiederebbe incredibili disconinuità nelle grandezze, forze che improvvisamente diventano infinite quando due particelle tra cui non esistano altre interazioni (ad esempio, due neutroni) entrano in contatto, impedendo loro 'ad ogni costo' di compenetrarsi. Secondo me non esistono concetti controintuitivi nelle leggi fisiche, solo pregiudizi nostri. A ben guardarlo, questo è probabilmente 'il più logico dei mondi possibili'. In questo senso l'infinità dell'universo secondo me contraddirebbe questa generale coerenza. Ma si tratta di un argomento piuttosto debole e soggettivo, devo ammettere.
Secondo il tuo ragionamento sui flussi di energia, però, l'energia complessiva dell'universo tenderebbe a degradarsi, mentre si formerebbero isole di ordine in cui l'entropia diminuisce. In questo modo, però, tu stai descrivendo un processo che comunque ha un andamento di base 'lineare' (dove per lineare non intendo di diretta proporzionalità, semplicemente 'non ciclico', che ha un inizio e una fine). Quindi l'universo non potrebbe restare sempre lo stesso. Potrebbe essere più interessante pensare a un universo infinito in cui l'energia 'rimbalza' tra zone vicine, creando bolle in cui l'entropia aumenta e bolle in cui diminuisce, e il tutto è globalmente un processo reversibile che può ripetersi ciclicamente all'infinito. Non so se sia plausibile. Ma l'idea di universo infinito nel tempo e di evoluzione insieme mi sembra contradditoria. L'evoluzione è per definizione un processo che parte da una certa condizione e conduce ad un'altra. Un universo infinito dovrebbe essere identico in qualunque momento della sua storia lo si guardi. Ti espongo il mio ragionamento, dimmi se secondo te ci sono degli errori: prendiamo tre istanti, a, b e c nella storia del nostro universo temporalmente infinito, in sequenza e distanti tra loro intervalli grandi a piacere. Allora b deve essere il risultato dell'evoluzione di a e la premessa per l'evoluzione di c. Ma poiché l'universo è infinito nel tempo, e non abbiamo riferimenti esterni ad esso, è impossibile determinare la posizione 'assoluta' di a, b e c: solo le loro posizioni reciproche. Quindi, anche collocando a e c in base alle loro distanze da b, la posizione effettiva di b è arbitraria. Ripetendo più volte il ragionamento, il nuovo punto b potrebbe coincidere col vecchio a etc. Quindi ciascun istante può contemporaneamente essere una certa configurazione, la sua causa e il suo effetto. Cioè la situazione globale non può cambiare. Internamente ci saranno delle fluttuazioni, ma il sistema, nel suo complesso, conserverà sempre lo stesso aspetto. Ok, forse è un ragionamento un po' semplicistico, anche perché, messa così, sembra che l'universo sia pienamente deterministico, cosa che non è. Ma il succo è lo stesso.

"Per essere un immacolato membro di un gregge di pecore, bisogna innanzitutto che tu sia una pecora." (Albert Einstein)

LUCE e BUIO

COSE CHA ACCADONO TRA IL BUIO E LA LUCE

Paolo Manzelli

La Scienza Accademica e molto lenta nel riconoscere i propri limiti.
I cambiamenti dei fondamenti del pensare sono storicamente determinati da esigenze socio-economiche che richiedono l' apertura di rinnovate nuove strutture cognitive che si aprono a nuovi campi di indagine scientifica e di ampia riflessione concettuale sociale e politica.

Nell' epoca in cui viviamo delle transizione tra la societa industriale e la societa della conoscenza tempo viene tradizionalmente considerato come una successione di un prima e di un dopo che definiti dalla scienza in termini di una freccia direzionata dal passato al futuro.

Tale concezione del tempo che scorre con una direzione universale identico in ogni luogo e per ogni osservatore impedisce di pensare all' esistenza di eventi “simultanei” i quali se accadono possono essere solo casuali cio' senza alcuna relazione evidente di causalita' tra loro.

Tale concezione del tempo acquisita durante l' epoca industriale costituisce oggi un limite cognitivo di grande rilevanza per la comprensione delle scienze della vita a partire dalla percezione cerebrale. (1)
.
Ad es la Scienza contemporanea dovrebbe accorgersi che l' esperienza della percezione del sole al sorgere ed al tramonto e' praticamente simultanea, ma ancora preferisce ritenere che la visione del disco solare e' in ritardo di circa 8 Minuti. Quindi invece di convalidare la esperienza diretta si preferisce mantenere le limitate concezioni , che come tali non prendono in considerazione plausibili alternative.

Una spiegazione congrua con la esperienza di visione simultanea della percezione del sole all' alba ed al tramonto , si ottiene comprendendo che tra il sole e la terra non si propagano fotoni in quanto a causa dell' ENTANGLEMENT QUANTISTICO i fotoni emessi da disco-alone del Sole, formano per urto alla velocita' della luce un campo di informazione simultanea che si estende nel vuoto dal sole fino al mantello di aria che circonda la terra dove avviene il processo di Dis-entanglement fotonico.

Infatti fotoni in uscita dal sole muovendosi vicino alla velocita' della luce perdono la loro massa cinetica contribuendo alla formazione del vento solare ; i fotoni deprivati dalla massa cinetica possono compenetrarsi creando un esteso campo di energia di informazione simultanea (strutturato in superfici di equi-informazione “EI” ), che in seguito si rompe rigenerando i fotoni per l' interazione con le molecole di aria, cio' avviene nelle vicinanze della terra dando luogo ad una cascata fotonica che illumina il cielo, precedentemente privo di luce.

Questo concetto alternativo consegue ad una riflessione piu' complessa che tiene conto di come avviene la percezione nel cervello, e pertanto non si limita ad un antiquato modello interpretativo meccanico che si fonda sulla arbitraria separazione tra soggetto ed oggetto della percezione.

La Figura rappresenta la trasformazione progressiva di due fotoni che con l' Entanglement divengono capaci di penetrare al di la' Mondo di Euclide, creando un Campo di Informazione oscillante bidimensionale nello spazio e nel tempo oscillante (EI), tramite una azione di annullamento per interferenza della terza dimensione descritta dalle coordinate cartesiane “z1-z2”. Coloro che fossero interessati, una spiegazione piu ampia, il modello alternativo che implica la formazione della Energia di Informazione, e' reperibile in via divulgativa in www.edscuola.it/lre.html ovvero nelle relazioni di Paolo Manzelli in www.wbabin.net

Change of Concept on Perception

QUANTUM ART & AUGMENTES REALITY "quARte" Project -Prohram put the focus on the subject–object arbitrary splitting of the mechanicistic approach of the science during the industrial epoch . The distinction between objectivity of external objects and the subjective perception is a longstanding issue accepted by the old disciplinary division between humanistic and scientific knowledge . The Quantum Art assumes that the brain perception show the probability of human interaction in the environment. So the brain is the creative builder up of what we perceive and the entity that we see focus effectively the probability of human future interactions. When se see the stars we do non see the past but the future of our probable interactivity. So that is reversed the old division of subjective experience and the objective entities of human perception ..The above "radical conceptual difference " change the expressivity of contemporarily Quantum Art that holds forward a new paradigm and an innovative epistemological problematics of the relationship between brain and mind. To undestand better this endeavour of deep change see O' Sole Mio , by Paolo Manzelli . In http://dabpensiero.wordpress.com/2010/06/17/o-sole-miodi-paolo-manzelli/ ; or in : http://www.edscuola.it/archivio/lre/sole.pdf

IL SOLE E' BUIO E FREDDO

Il Sole non è luminoso, per questo semplice motivo quando osserviamo una qualunque fotografia del Sole scattata da un telescopio orbitante nello spazio interplanetario-come quello dell'ESA- osserviamo che questo spazio anche in prossimità del sole stesso è perfettamente oscuro, al buio completo. Inoltre il Sole non emette alcun calore. Queste affermazioni per quanto arci-assurde che possano sembrare in realtà descrivono una realtà fisica che si nasconde dietro l'apparenza di fenomeni male interpretati. la radiazione solare, ovvero il raggio "luminoso", di per sè non è calda e non illumina alcunché. Quando entra in contatto con un atmosfera allora l'attrito che si verifica libera calore, e la Luce come noi la intendiamo si crea all'interno dell'atmosfera, nel nostro caso all'interno dell'atmosfera terrestre. E' dunque la reazione che avviene tra la radiazione solare e l'atmosfera di un corpo che lo rende visibile, luminoso. Una stella non funziona come una lampada artificiale, la cui illuminazione investe l'oggetto con i suoi raggi. Tra una stella e gli altri corpi celesti vi è una relazione differente di quella che c'è tra una semplice lampadina e un mero oggetto. Bisogna ricordare che una stella è letteralmente una sorgente di vita, e un corpo celeste come un pianeta è in grado grazie alle radiazioni e alle emanazioni di una stella come il sole di generare la vita, ovvero la natura così come noi la intendiamo. una luce artificiale non ha alcun potere vivificante sulla materia, tanto meno sulla materia inerte. E' una visione buffa, diversa e non ufficiale, ma nondimeno nell'astrofisica attuale sta diventando sempre più chiaro questo aspetto dell'interazione luminosa solare con i suoi pianeti.
In tempi recenti la scoperta che il Sole fosse completamentwe ghiacciato, almeno interiormente, appartiene a sir Frederik william Herschel(1738-1822), colui che scoprì il pianeta Urano (per questo nel glifo compare una H); ma ciò era noto fin da tempi ben più remoti. La qual cosa è stupefacente, ma se penso che tremila anni a.c. un Sumero osservava a occhio nudo i pianeti tradizionali fino a Saturno, senza l'uso di lenti, mi vien da dirvi... avrei voluto vedere voi! O se penso che Aristarco di Samo trecento anni a.c. aveva già compreso la realtà eliocentrica del nostro sistema solare e trovato un metodo per calcolare la distanza tra i corpi celesti, metodo col quale Ipparco sbagliò la distanza terra-luna di appena 26000 km (6,8%)rispetto alla misura media rivelata dal nostro radar, mi vien da credere... però! forse non eran così scemi gli antichi!

?

Ma che vai dicendo? :-D

Tutto sbagliato, rileggi i libri di fisica del liceo per avere un'infarinatura. Ciao!

IO STUDIO ASTRONOMIA

e riguardo ai libri di fisica per il liceo non so quanto possano essere un punto di riferimento ecco. Un po' come i manuali di storia.. qualcosa bisognerà pur raccontare a questi ragazzi via! Pensaci bene lasciali stare i libri per bambini; nello spazio interstellare e interplanetario la temperatura si avvicina al cosiddetto zero assoluto. Così come il calore che popolarmente si ritiene provenire dal Sole in realtà si crea nella nostra atmosfera, lo stesso vale per la luminosità che attribuiamo al sole stesso, ma che in realtà nasce da una specifica interazione e scomposizione del raggio bianco al ingresso nell'atmosfera di un astro. La brillantezza di una stella è un altra cosa, Saluti

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