Cosmologie alternative (o integrative del Big Bang)

[Jerome]

Topic sulle cosmologie alternative, non standard o integrative del modello standard/Big Bang


Vecchie cosmologie dello stato stazionario/creazione continua e quasi stazionario/eventi ciclici di creazione (vari modelli di Fred Hoyle, J.V. Narlikar, Halton Arp, G. Burbidge, E.M. Burbidge, T. Gold, H. Bondi, ecc.) superate dal Big Bang (oggi le teorie più diffuse sono il multiverso e i modelli ciclici), plasma, ecc. e loro "riprese" recenti e nuove idee sul pre-Big Bang, ecc.Per approfondire la storica querelle
https://it.wikipedia.org/wiki/Teoria...to_stazionario
https://it.wikipedia.org/wiki/Fred_H...ia_cosmologica

Approfondimenti generici
https://it.wikipedia.org/wiki/Cosmologia_non_standard
In difesa delle cosmologie alternative « Coelum Astronomia (In difesa delle cosmologie alternative (di Alberto Bolognesi, astronomo)

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L'astronomo Halton Arp (morto nel 2013) sosteneva che le galassie attive, come i quasar (alcuni tra gli oggetti più potenti e luminosi del cosmo), potessero effettuare la nucleosintesi dell'idrogeno, producendo nuovi atomi. Lui poi ipotizzò specificatamente che i quasar fossero condensazioni energetiche di materia espulsa di recente dai nuclei galattici attivi (H. Arp, Seeing Red).

è possibile che le galassie attive producano materia come dei Little Bang? So che era un teorico dello stato stazionario (secondo cui la materia prodotta in minima quantità manteneva in equilibrio l'universo mentre si espandeva) come Fred Hoyle e negava un Big Bang (e pure l'espansione, sostenendo teorie tipo la "luce stanca"), tuttavia queste teorie alternative sono interessanti da leggere.

CERN: riacceso l?acceleratore di particelle, simulerà il big bang | Scienze Notizie

Se si può fare un micro-big bang sulla Terra, figuriamoci cosa può accadere in un quasar, l'oggetto più luminoso e potente dell'universo intero.

[Jerome]

Visto che ne avevo accennato altrove, apro un topic dedicato espressamente a queste due teorie alternative al modello standard; una è un modello ciclico assai interessante che integra il modello del Big Bang con una nuova elaborazione delle equazioni di Einstein, proponendo infiniti Big Bang, l'altra è una ripresa del modello di universo statico, ma a differenza dello stato stazionario è basata principalmente sulla meccanica quantistica e sull'interpretazione di Bohm.

Secondo le equazioni dei due proponenti della seconda teoria, il Big Bang non è mai avvenuto e l'universo è un fluido eterno di gravitoni, aperto nel tempo e chiuso nello spazio.

Cosmologia ciclica conforme

Prima del Big Bang? Un altro universo identico la teoria di Roger Penrose divide i cosmologi
https://it.wikipedia.org/wiki/Cosmol...clica_conforme
http://accelconf.web.cern.ch/accelconf/e06/PAPERS/THESPA01.PDF (spiegazione matematica)

Potenziale quantistico

Il Big Bang non c'é stato: l'universo é sempre esistito ~ Scienza Italia
Cosmology from quantum potential (spiegazione matematica complessa, per esperti, ovviamente si può "saltare", nemmeno io la capisco; la metto ad uso di chi è matematico o fisico)
https://it.wikipedia.org/wiki/Cosmol...le_quantistico

[sig_rune]

l'universo non può essere sempre esistito, l'entropia sarebbe infinita e noi non saremmo qui a discuterne..

[Jerome]

l'universo non può essere sempre esistito, l'entropia sarebbe infinita e noi non saremmo qui a discuterne..

Questo secondo la relatività generale (che fallisce nel descrivere buchi neri e singolarità) perché arriva a postulare gravità infinita (per questo che manca la teoria del tutto), ma non secondo la meccanica quantistica. La cosmologia di Penrose spiega anche questo, sono i buchi neri che regolano l'entropia e se la portano via con l'evaporazione tramite il processo di Hawking. I cerchi concentrici nella CMB, secondo Penrose e il suo collega armeno, sono più vecchi dell'universo attuale.

Comunque, siccome non esiste il nulla, l'universo (o un protouniverso, come nel modello di Turok o in quello di Hawking, o eterni universi) deve per forza essere esistito.

Sinceramente però non sono troppo sicuro al 100 % nemmeno del Big Bang, almeno come viene spiegato a livello divulgativo, in questo caso è troppo semplicistico e unicistico. Lo spostamento verso il rosso è spiegabile con la teoria della luce stanca, dei fotoni che perdono energia, principalmente; cfr. Halton Arp, che negava pure una significativa espansione: vedere il suo libro Seeing Red. L'universo non si espande. L'accelerazione si spiega col fatto che essendo la luce ancora più stanca, sembra rossa ancora più velocemente. Dipende dall'età degli oggetti dalla lontananza nello spaziotempo. Inoltre se, come sosteneva Arp, le galassie attive producono anche elementi leggeri (che le supernove e le stelle non producono), i quasar, che sono getti di energia e materia da buchi neri supermassicci, possono fungere da Little Bang, come quelli descritti nell'ultima teoria di Fred Hoyle del 1993 (la teoria dello stato quasi-stazionario, per cui occorre un atomo di idrogeno a metro cubo ogni, per mantenere la densità dell'universo). Hoyle sosteneva anche per che generare la vita elementare (da cui s'è evoluta la vita complessa) non bastavano 2 miliardi di anni, appoggiando la panspermia tramite le comete (e oggi gli stanno dando ragione). Occorre molto tempo per queste cose, considerando altre forme di vita sicure nel cosmo, 13, 8 miliardi non sono sufficienti. Secondo Hoyle il Big Bang classico, inventato da un prete, Lemaitre, era un ipotesi teologica abramitica-occidentale (la teoria dell'atomo primordiale), non scientifica.

La principale prova del Big Bang è la sola radiazione cosmica di fondo, non il redshift (che al massimo può essere prova di espansione). Ma a causa della singolarità e dei problemi posti alla relatività dalla quantistica, molti scienziati cominciano ad avere dei dubbi seri sull'età effettiva dell'universo.

Ma sono tutte teorie non falsificabili, e basate solo su verifiche parziali, non potendo riprodurre un universo. Le simulazioni al computer hanno fallito, addirittura alcune negavano il Big Bang.

[sig_rune]

Questo secondo la relatività generale (che fallisce nel descrivere buchi neri e singolarità) perché arriva a postulare gravità infinita (per questo che manca la teoria del tutto), ma non secondo la meccanica quantistica. La cosmologia di Penrose spiega anche questo, sono i buchi neri che regolano l'entropia e se la portano via con l'evaporazione tramite il processo di Hawking.

Questa è un'ipotesi che fonda su un'altra ipotesi, visto che l'esistenza dei buchi neri e bianchi non mi risulta essere mai stata osservata empiricamente. Per quanto si sa oggi, l'entropia non diminuisce mai in assoluto, ma solo localmente cioè se diminuisce da una parte aumenta in un'altra. Il giorno che si osserverà una diminuzione spontanea dell' entropia se ne potrà riparlare. Dire che il buco nero evaporando ha diminuito l'entropia mi sembra una scorciatoia troppo comoda...

[Jerome]

la teoria dello stato quasi-stazionario, per cui occorre un atomo di idrogeno a metro cubo ogni tot, per mantenere la densità dell'universo

La quantità esatta per evitare l'entropia (nella quantistica comunque il problema si aggira con il principio di intedeterminazione, è tutto caotico alla lunghezza di Planck e nella fisica delle particelle subatomiche) e il diradamento dovuti all'espansione sarebbe 1 atomo di idrogeno, prodotto per nucleosintesi, ogni metro cubo ogni miliardo di anni.

Comunque sono tutti modelli, anche il modello standard accreditato, per verificarli integralmente occorrebbe simulare o vedere l'intera evoluzione, cosa impossibile anche per un acceleratore di particelle o un supercomputer. In un tempo infinito è tutto possibile, integrando le leggi della relatività con la quantistica si può prevedere (e può accadere) di tutto, infatti i modelli sono infiniti.

Per me, da profano in matematica, la teoria di Penrose è quella più logica, ma fino a verifica, sono tutte interessanti.

Approfondimenti.
http://www.livemint.com/Leisure/5BzU...ng-Jayant.html
http://timesofindia.indiatimes.com/c...w/17620143.cms

[Jerome]

Questa è un'ipotesi che fonda su un'altra ipotesi, visto che l'esistenza dei buchi neri e bianchi non mi risulta essere mai stata osservata empiricamente. Per quanto si sa oggi, l'entropia non diminuisce mai in assoluto, ma solo localmente cioè se diminuisce da una parte aumenta in un'altra. Il giorno che si osserverà una diminuzione spontanea dell' entropia se ne potrà riparlare. Dire che il buco nero evaporando ha diminuito l'entropia mi sembra una scorciatoia troppo comoda...

Infatti ma essendo anche che l'energia oscura e l'espansione accelerata anch'esse sono delle scorciatoie esplicative al pari dei buchi neri (osservati solo indirettamente, però potrebbero essere come sostiene anche Hawking, stelle nere prive di orizzonte degli eventi) e delle brane, per me anche le teorie di Hoyle e Arp non hanno ancora detto l'ultima parola, dato che nessuno ha ancora dimostrato che la nucleosintesi degli elementi leggeri non possa essere effettuata dalle galassie attive o chissà dove (né è stato dimosttato che il Big Bang abbia prodotto effettivamente idrogeno, è stato ipotizzato e forse è così, ma la certezza assoluta al 100 % non c'è). 1 atomo di idrogeno per metro cubo ogni miliardo di anni è poco, vista la vastità dell'universo, ma è sufficiente. L'universo è un ciclo, appunto, l'entropia diminuisce da una parte e aumenta dall'altra.

[sig_rune]

se mi chiedi cosa penso io, ovviamente senza poterlo dimostrare, è che l'universo sia "nato" e un giorno finirà nella stessa singolarità da cui è nato, poi è chiaro che siamo solo spettatori impotenti che si sforzano di afferrare cose infinitamente più grandi di loro.

[Jerome]

se mi chiedi cosa penso io, ovviamente senza poterlo dimostrare, è che l'universo sia "nato" e un giorno finirà nella stessa singolarità da cui è nato, poi è chiaro che siamo solo spettatori impotenti che si sforzano di afferrare cose infinitamente più grandi di loro.

è la teoria del Big Crunch (qualcuno dice che poi dovrebbe ri-esplodere in un Big Bounce evitando il problema della singolarità), una delle teorie proposte nel modello standard, in alternativa alla morte termica e al Big Rip.

Io propendo invece per la cosmologia ciclica di Penrose, però non mi dispiacerebbe anche lo stato stazionario, dato che mi affascinano (tranne che in medicina dove fanno spesso dei danni come Stamina) le teorie "alternative", e l'idea dei quasar come produzioni di materia primitiva (atomi di elementi leggeri) la trovo intelligente. Il problema è spiegare la radiazione cosmica di fondo in maniera alternativa (ci sono due teorie: i piccoli big bang e insieme la teoria dei "baffi di ferro cosmico", particelle minuscole in forma di aghi che disturbano al frequenza delle onde radio; visto che hanno di recente preso per onde gravitazionali della polvere cosmica, non mi stupirei se qualche Nobel non fosse troppo meritato; e anche l'attrazione dei creazionisti verso il Big Bang - anche di recente quando hanno deriso le intepretazioni alternative del Big Bang stesso fatte da Hawking e Hack - e le persecuzioni contro Arp fanno pensare). Oggi, dopo la morte di Hoyle e soci (Bondi, Gold e i coniugi Burbidge) e di Arp nel 2013, solo l'importante astrofisico indiano J.V. Narlikar porta avanti queste teorie, tra i fisici importanti.

Ma la certezza assoluta non l'avremo mai, non potendo, dalla nostra posizione, vedere il quadro d'insieme nello spazio e nel tempo.

[Jerome]

L'astronomo Halton Arp (morto nel 2013) sosteneva che le galassie attive, come i quasar (alcuni tra gli oggetti più potenti e luminosi del cosmo), potessero effettuare la nucleosintesi dell'idrogeno, producendo nuovi atomi. Lui poi ipotizzò specificatamente che i quasar fossero condensazioni energetiche di materia espulsa di recente dai nuclei galattici attivi (H. Arp, Seeing Red).

Arp in particolare sosteneva (e non ha cambiato idea fino a quando è morto nel 2013, nemmeno con le nuove fotografie ad alta risoluzione del campo profondo di Hubble) - in una variante della teoria dell'effetto luce stanca dovuto allo spaziotempo, proposta da Zwicky e Einstein - e con la cosiddetta teoria del redshift periodico e intrinseco, che oggetti molto vecchi (alcuni quasar, secondo lui piccole galassie di getti di energia e materia partorite dalle galassie madri attive) alla stessa distanza di altri oggetti più giovani (galassie normali, supernove) avevano luce con spostamento verso il rosso mentre altri, i meno vecchi, verso il blu, e che almeno in alcune zone, pareva quindi che il redshift non fosse cosmologico ma intrinseco all'oggetto, concludendo che l'universo non si espandesse a velocità crescente né normale, dato che quegli oggetti non si stavano allontanando da noi velocemente ma solo invecchiando. Poneva la distanza percorsa dalla luce, l'età dell'oggetto e la sua temperatura in discesa come origine dello spostamento verso il rosso, negando l'espansione.
In una conferenza ha sostenuto che:
"i quasar vengano creati ed eiettati dai nuclei di alcune galassie turbolente, come le Seyfert. Appena generati hanno alto redshift; poi si allontanano, il loro redshift si abbassa, quindi diventano galassie e si riavvicinano in parte alla galassia genitrice, allontanandosi dall'asse di rotazione da cui sono uscite. Per quanto riguarda il meccanismo del redshift, dobbiamo rifarci alla teoria della relatività generale e a una soluzione proposta da Narlikar nel 1977, secondo cui la massa delle particelle non sarebbe costante nel tempo ma aumenterebbe progressivamente. Il redshift dipende quindi dall'età delle particelle. Perciò non c'è espansione dell'Universo, ma un Universo stazionario in cui si crea continuamente materia, e che è infinito nello spazio e nel tempo. I quasar sono una sorta di seme lanciato nel cosmo e che dà origine alle galassie. Tra le conseguenze di questa rivoluzionaria visione ve ne sono alcune incredibili. Per esempio il fatto che i nuclei delle galassie attive possano essere "buchi bianchi" che raccolgono materia giovane in altre zone dello spazio-tempo e in epoche passate per rovesciarle davanti ai nostri occhi in forma di quasar".