Domande esistenziali sull'Universo

Big Bang, Energia oscura, gravitone


In questo articolo risponderò a un altro gruppo di domande sull'Universo e parlerò ancora della Relatività Generale di Einstein

Elenco delle domande a cui risponderò:

  1. Big Bang?
  2. Energia oscura?
  3. Età dell'Universo?
  4. Dimensione dell'Universo?
  5. Max dimensione visibile dell'Universo?
  6. Relatività generale di Einstein?
  7. Equazione sul calcolo delle distanze

In questa trattazione ci saranno molti calcoli e formule, quindi, per i non addetti ai lavori conviene che guardino il video introduttivo; quello di approfondimento è più adatto agli esperti che non si accontentano delle parole.

Redshift (Spostamento verso il rosso)

E' lo spostamento verso il rosso delle righe di emissione degli elementi.

Può essere dovuto a uno di questi motivi:

  1. L'effetto Doppler dovuto all'allontanamento della sorgente
  2. L'espansione dell'Universo, la quale crea nuovo spazio tra sorgente ed osservatore, aumentando la lunghezza d'onda
  3. Effetti gravitazionali di corpi massicci, come quasar e buchi neri

Quello che analizzeremo è il secondo, quello che si supponeva fosse determinato dall'espansione dell'Universo

Siccome l'elemento più abbondante nell'Universo è l'Idrogeno (H), useremo una sua radiazione alfa caratteristica che è di 656,281 nm.

Nuova Teoria sulla perdita di energia delle onde elettromagnetiche

Teoria: "I fotoni emettono un pacchetto di gravitoni per ogni oscillazione completa.
Nello spazio vuoto, la perdita di energia dei fotoni è dovuta all'emissione di gravitoni.
I fotoni perdendo energia e aumentano la loro lunghezza d'onda."

La quantità di energia persa per ogni oscillazione è di: 9,2031018 * 10-33 eV

A parità di spazio percorso, due fotoni a diversa frequenza d'onda (energia), perdono la stessa % di energia.
Questo perché il fotone a frequenza più alta, oscillando più volte per il medesimo tragitto, emette più energia in valore assoluto, ma pari energia in percentuale.

1 Mpc (Mega parsec) ed energia del Gravitone
Grandezza Unità Valore Descrizione
Distanza percorsa Mpc 1 pari a 3,26 Myl (milioni di anni luce)
Lunghezza d'onda iniziale nm 656,281 Radiazione alfa dell'Idrogeno (H)
Lunghezza d'onda finale nm 656,431 si è allungata perdendo un pò di energia
Energia iniziale eV 1,889194
Energia finale eV 1,888761
Energia persa eV 0,000433 (% 0,0229) Un neutrino ha un'energia intorno a 1 eV

L'energia persa attraversando oltre 3 milioni di anni luce di spazio, è davvero piccola anche in % (0,0229);
da questo ne consegue che la luce può attraversare grandi spazi nell'Universo restando quasi costante energeticamente.

Curvatura dei raggi luminosi e Relatività Generale

La curva dei raggi luminosi adesso ha una spiegazione semplice.
I raggi luminosi si curvano perché vengono attratti dalla forza di gravità degli oggetti massicci, in quanto anche loro emettono gravitoni e quindi sono soggetti all'attrazione gravitazionale.
Essendo che i fotoni emettono pochi pacchetti di gravitoni rispetto alle masse, ed essendo molto veloci (viaggiano alla velocità della luce) la curva si evidenzia solo in presenza di grandi masse.

Questa è la curvatura che dovrebbero avere le radiazioni, nel caso in cui la Relatività Generale di Einstein fosse vera.

Ne consegue che non è lo spazio a piegarsi, come fantasiosamente Einsten aveva pensato, ma è l'effetto dei gravitoni a curvarli.

Il principio di conservazione dell'energia è inviolabile.

Nella Relatività Generale di Eistein chi cede l'energia, che un asteroide acquisisce, quando viene attratto da un pianeta?
L'energia cinetica dell'asteroide da dove viene?
L'energia potenziale è solo uno stratagemma per giustificare un modello teorico sbagliato.

Dimensione dell'Universo

Disegno dell'Universo

Secondo la scienza attuale, l'Universo avrebbe un raggio r = 47 Gyl (Miliardi di anni luce) e quindi un diametro d = 94 Gyl.

In genere però, la grandezza dell'Universo e delle galassie più lontane, non viene indicata come intervallo di spazio, ma come distanza nel tempo. Così facendo l'Universo sarebbe vecchio di circa 13,7 Gy (Miliardi di anni) e le prime galassie sarebbero nate circa mezzo miliardo di anni dopo.

Chiaramente questo è sbagliato e lo dimostrerò.


UDFj-39546284

Prendiamo i due oggetti celesti più lontani mai osservati (reperibili tramite il catalogo NED: http://ned.ipac.caltech.edu/ ),
i quali hanno un Redshift di 11,9 e vediamoli nel dettaglio.

Grandezza / nome Unità Valore Descrizione
UDF12 39546284 (UDFj-39546284) z 11,9 Sorgente di raggi gamma più lontana
UDF12-3954-6285 z 11,9 Galassia più lontana
Lunghezza d'onda iniziale dell'H nm 656,281 energia iniziale 1,8892 eV
Lunghezza d'onda finale nm 8466 nella banda dell'infrarosso
Energia iniziale eV 1,8892
Energia finale eV 0,1464
Energia persa eV 1,7427 pari al 92,25 %
Distanza Gyl 36,4
Radiazione di fondo e grandezza dell'Universo

Grandezza / nome Unità Valore Descrizione
Radiazione di fondo mm 1,9 da 1 mm in poi siamo nella banda delle Onde radio
Energia iniziale eV 2 x 10^9 supponendo che provenga da energia necessaria a formare i nucleoni
Energia finale eV 0,000663 pari allo 0,035 %
Distanza Gyl 409,4 considerando solo il picco di ricezione della CMB

La radiazione di fondo dovrebbe indicare la posizione in cui si sta formando l'idrogeno che avvolge l'intero Universo.
Il valore di maggiore intensità si situa a 409 Gyl (λ = 1,9 mm).
L'Universo è in crescita ma, soltanto dai bordi in poi.

Onda radio percepibile
Grandezza / nome Unità Valore Descrizione
Lunghezza dell'onda radio km 12756 Diametro della Terra
Energia finale eV 9,7 *10-14 energia dell'onda radio
Distanza Gyl 624 Max distanza da cui percepiamo la radiazione dell'H

Ipotizzando che l'onda radio più lunga che possiamo percepire è quella pari al diametro della Terra; la massima distanza che possiamo scrutare nell'Universo è superiore alla dimensione attuale dell'Universo intero (diametro).

Distanza massima per una radiazione elettromagnetica dell'H
Grandezza / nome Unità Valore Descrizione
Energia iniziale eV 1,889 supponendo che provenga dall'H
Energia finale eV 10-32 pari all'energia dell'ultimo gravitone che emetterà
Distanza Gyl 1060 Da oltre questa distanza, non possono arrivarci i fotoni emessi dall'H a 653 nm

Se l'Universo sta crescendo, a noi potrebbero giungere fotoni emessi dall'H che si trova a una distanza max di 1060 miliardi di anni luce.
Siccome le ultime oscillazioni di tale radiazione, avrebbero lunghezze d'onda pari a 10 Gyl (miliardi di anni luce) noi non li potremmo mai percepire.

Universo osservabile

La luce blu emessa dalle stelle giovani, può essere osservata fino a una certa distanza.
Nel grafico indica in quale banda dello spettro tale radiazione viene osservata.
Con i telescopi nel visibile possiamo arrivare a 5 Gyl (miliardi di anni luce); nell'estremo infrarosso fino a 108 Gyl, con le microonde fino a 206 Gyl, con le onde radio fino a 1000 Gyl, a 1063 Gyl la radiazione elettromagnetica si esaurisce completamente.

La radiazione di fondo dello spazio, che si trova nelle microonde, ci dice che il confine dell'Universo si situa intorno ai 410 Gyl, quindi, il diametro dell'Universo dovrebbe essere al max di 820 Gyl.

Conclusione

Le domande che hanno ricevuto una risposta sono:

  1. Big Bang?
    non è mai avvenuto, in quanto le galassie non si stanno allontanando tutte, le une dalle altre;
  2. Energia oscura?
    non esiste, in quanto l'Universo non si sta espandendo in modo accelerato, ma sono i fotoni che perdono energia propagandosi nello spazio.
    Un'energia (oscura) con le caratteristiche ipotizzate (aumenta di intensità nel tempo) era già assurda immaginarla.
  3. Età dell'Universo?
    non meno di 819 miliardi di anni, tempo che ha impiegato la radiazione di fondo a raggiungerci; e dimensione dell'Universo alla partenza.
  4. Dimensione dell'Universo?
    diametro non meno di 819 Gyl (miliardi di anni luce)
  5. Max distanza scrutabile della luce delle galassie?
    è pari a 624 Gyl di raggio, con onde radio lunghe come il diametro della Terra;
  6. Max distanza percorribile dalla luce?
    per la radiazione dell'H è di 1060 Gyl che è poco più della minima dimensione del diametro dell'Universo.
  7. Relatività generale di Einstein?
    viene confutata per l'ennesima volta, in quanto la curvatura dei raggi luminosi non è dovuta alla piega dello spazio-tempo, ma all'attrazione gravitazionale tramite emissione di gravitoni.

By Alessandro Pulvirenti (01/05/2019) valori aggiornati il 31/01/2021

Dubbi...

Facciamo l'avvocato del diavolo sollevando vari dubbi:

  1. Come fai a essere sicuro che i fotoni emettono gravitoni?
    - perché la loro energia è compatibile con la forza di gravità;
    - perché la curvatura dei raggi luminosi è un ulteriore conferma che essi sono soggetti alla forza di gravità;
    E se anche non emettessero gravitoni, tutti i ragionamenti sulle distanze resterebbero validi, perché le onde perdono comunque energia attraversando lo spazio.
  2. Come fa la massa ad essere trasparente alla forza di gravità (la gravità non si può schermare con una massa)?
    Poste due masse da 1kg a una distanza di 1 m l'una dall'altra, i gravitoni assorbiti da una massa ed emessi dall'altra sono solo 1 ogni 2,8 x 10^16 che l'attraversano.
  3. Un solo gravitone viene emesso per ogni oscillazione del fotone?
    Sembra proprio di si, ma se fossero più di uno, la loro energia totole sarebbe comunque uguale a quella qui calcolata.
  4. Come mai nessuno ha mai detto/pensato che i fotoni potessero emettere dei gravitoni?
    Perché la loro energia è così piccola che non è rilevabile negli esperimenti.
    Si può sapere della loro presenza solo indirettamente così come avviene per i neutroni e per i neutrini.
  5. Ma non era solo la massa ad esercitare una forza di gravità?
    La massa è energia; i fotoni sono energia radiante, quindi anche quest'ultime sono soggette alla forza di gravità emettendo gravitoni.
    La vera forza di gravità si manifesta tra due entità composte di energia (sia che siano radianti come le onde, che sotto forma di massa).
    La 4a legge di Pulvirenti unifica la forza elettromagnetica alla forza di gravità.
  6. I fotoni perdono energia?
    La vecchia teoria che prevedeva che i fotoni possano percorrere distante illimitate senza perdere energia è sbagliata.
    Difatti, lo spostamento verso il rosso, cioé una riduzione della frequenza e quindi di energia, è già una dimostrazione che i fotoni possano perdere energia.

Passaggi matematici per ricavare la 1a legge di Pulvirenti sulle distanze astronomiche


1a legge di Pulvirenti sul calcolo delle distanze astronomiche

La distanza degli astri dipende dal redshift z secondo questa equazione.


A parità di spazio percorso, due radiazioni a diversa frequenza d'onda, perdono la stessa percentuale di energia e quindi hanno lo stesso redshift.
Il redshift è indipendente dalla frequenza del fotone considerato.

Es: se due fotoni, uno con frequenza doppia dell'altra (e quindi con energia doppia): il primo, oscillando il doppio delle volte rispetto al secondo, per il medesimo tragitto, emette il doppio di energia in valore assoluto, e quindi la stessa percentuale di energia.

Confronto tra la legge di Hubble e la legge di Pulvirenti

La legge di Hubble aveva dei problemi intrinsici:

I corpi celesti più lontani osservati (con z = 11.9) superano di 12 volte la velocità della luce.

Per ovviare a questa assurdità, si è ipotizzato (anzi affermato) che tale velocità era dovuta all'espansione dell'Universo, quindi era lo spazio che si dilatava.
Assurdo! Nessuna radiazione può superare la velocità della luce nel vuoto.

Si cercò di limitare la linearità della Legge di Hubble utilizzando la Relatività di Einstein, complicando ulteriormente la situazione.


Con la mia legge sui "fotoni stanchi", non c'è bisogno d'inventarsi cose assurde.

Nel grafico accanto si può osservare come a parità di z le distanze ottenute sono più realistiche.

Il corpo celeste più lontano osservato (z = 11.9) con la legge di Hubble lineare (senza correzioni) disterebbe oltre 170 Gyl (miliardi di anni luce), mentre con la mia legge risulta essere di 36,4 Gyl.