Fine dell'universo

Ho letto diverse teorie sulla fine dell'universo:
l'universo che ritornerà di nuovo infinitivamente piccolo per poi riprendere con un nuovo inizio,l'universo in espansione,l'universo fermo ecc ecc

Per quanto riguarda l'universo in espansione si pensa che tra 3 triliardi di anni l'universo avrà raggiunto una dimensione tale, che tutte le galassie, i sistemi solari saranno talmente distanti tra di loro e permetterà di far iniziare un'era infinita,buia e fredda.

Mi chiedevo però se è possibile che questo non avvenga tramite la creazione di nuove stelle e nuove galassie nello spazio sempre in aumento, lasciando al centro dell'universo un'area vecchia,fredda e buia, mentre la parte "nuova" possa contenere stelle,sistemi solari,pianeti,galassie e via dicendo....

E' una teoria possibile secondo voi?

Gli ultimi modelli teorici sostengono come ciò non sia possibile.
Attualmente dal vuoto non può generarsi altra materia ed energia poichè la stabilità locale del vuoto quantistico è garantita da due fattori: materia (che un valore positivo) e gravità (valore negativo). Questo, secondo il modello della super simmetria.

Affinchè un nuovo big bang si possa originare, l'universo attuale deve essere annullato, tutta la materia deve decadere in singoli quarks e anti-quarks tra cui non ci deve essere nessuna interazione se non quella naturale dell'energia del vuoto, la quale può considerarsi uguale a zero dato che nella maggioranza dei casi non è misurabile: essa avviene al di sotto del tempo di Plank (ossia la più piccola quantità di tempo misurabile) e al di sotto della lunghezza di Plank (analogo spaziale del tempo di Plank).

La deriva infinita dell' universo e la sua morte termica sono da escludersi considerate le ultime osservazioni del cosmo.
L'universo invece incorrerà nel Big Rip (grande strappo), teoria in accordo col modello del Big Bang, in cui l'universo si sta espandendo in modo inflattivo sotto l'effetto dell'energia oscura. Dapprima (come si sta osservando) saranno le galassie ad allontanarsi sempre più, in un secondo momento i sistemi solari, poi i pianeti. Infine, i legami chimici non saranno più sufficienti a tenere insieme i singoli atomi, in ultimo decadranno gli atomi e subito dopo i suoi componenti, rimarranno soltanto particelle elementari libere. L'universo si strapperà letteralmente.
L'autonomia di questo universo è stata stimata aggirarsi intorno ai 21 miliardi di anni. Ne sono trascorsi quasi 14, ne rimangono 7. Forse il nostro sole non farà nenche in tempo a trasformarsi in nova o super nova.

Poi venendo a mancare questa stabilità locale garantita dalla gravità, il vuoto sarà libero di generare un nuovo universo, anche se non è detto che esso sarà simile all'attuale. Potrebbero generarsi costanti (come la massa del protone o dell'elettrone) diverse da quelle attuali, dando origine a qualcosa di completamente differente.

Borghese_Nero ha scritto:
Mi chiedevo però se è possibile che questo non avvenga tramite la creazione di nuove stelle e nuove galassie nello spazio sempre in aumento, lasciando al centro dell'universo un'area vecchia,fredda e buia, mentre la parte "nuova" possa contenere stelle,sistemi solari,pianeti,galassie e via dicendo....

E' una teoria possibile secondo voi?

Sapresti indicarmi da che parte si trova il centro dell'universo?
Se lo ritieni un punto in un'ottica cartesiana, non lo troverai mai. hehehe!

Come centro dell'universo intendo, immaginando appunto un punto che si allarga, lo spazio all'interno di esso.
La parte vecchia dell'universo,fredda e buia, aumenta in proporzione all'aumento di spazio e quindi della parte nuova. Sbaglio?

Il tuo modello di universo, da quello che ho capito, si può paragonare ad una sfera di spazio in espansione in cui risiedono materia ed energia, le quali si allontanano dal centro di questa sfera.

Ti posso assicurare che le osservazioni attuali falsificano questo modello teorico.

Innanzi tutto, da un punto di osservazione su una scala molto grande, l'universo appare omogeneo, quindi l'idea di un centro geometrico molto freddo risulta errata.
In secondo luogo l'osservazione della deriva galattica prova che le galassie più sono lontane e più velocemente si allontanano, mentre il tuo modello presumeva una velocità costante per tutte le galassie lontane e vicine.

Quale modello può rendere meglio l'idea di come sia il cosmo in base alle osservazioni?
Il palloncino!

Prendiamo un palloncino, gonfiamolo giusto un po', tapezziamolo, con un pennarello, di punti in modo casuale.
I punti rappresentano le galassie.
Supponiamo che due galassie (G1 e G2) vicine siano distanti un centimetro misurato sulla superficie del palloncino. Poi prendiamo altri due punti (G3 e G4) e supponiamo che la loro distanza misuri 2 centimetri.
Ora cominciamo a gonfiare il palloncino costantemente.
Dopo un intervallo T1, la distanza tra G1 e G2 misurerà 2cm, mentre tra G3 e G4 ce ne saranno 4. Dopo in altro intervallo T2 avremmo 4 cm tra le prime due galassie e 8 cm tra le seconde due... e così via.

Tutto ciò ci suggerisce che l'universo osservabile non si "avvale" di una geometria euclidea, è più probabile che lo spazio sia curvo come la superficie del palloncino.
In effetti è come se noi ci stessimo muovendo su quella superficie, ciò che si trova all'esterno o all'interno di esso non è osservabile.
Questo modello però ci suggerisce che la struttura dell'universo possa avere 4 dimensioni spaziali "piane", tre direttamente osservabili ed una nascosta dalla curvatura dello spazio (più, naturalmente, la dimensione tempo).

Quindi cercare un centro all'interno dell'osservabile diventa un'impresa impossibile, come è impossibile distinguere un centro sulla superficie del palloncino.
Si può pertanto dedurre che l'universo abbia altre caratteristiche: è finito ma non ha confini osservabili. Come ad esempio la Terra; sappiamo che è finita ma non ne possiamo tracciare i confini sulla sua superficie.

ma se con un'ipotetica astronave viaggassimo nello spazio muovendoci in questo "universo-palloncino" alla fine torneremmo sempre nello stesso punto?

Che strano questo universo, comunque io me lo immagino come una 'onda d'urto' che si espande e crea spazio nella sua direzione (che sono più direzioni, appunto come quella di un palloncino che si gonfia) con le galassie sulla sua superficie. E' una visione accettabile? in quel caso il centro dell'universo non esisterebbe perchè non visibile.
E in teoria non potremmo mai tornare nello stesso punto perchè l'universo si espande troppo velocemente (è come se corressimo su infinite scale mobili con senso inverso).

teto ha scritto:ma se con un'ipotetica astronave viaggassimo nello spazio muovendoci in questo "universo-palloncino" alla fine torneremmo sempre nello stesso punto?

Con un universo in espansione la cui inflazione appare superare la velocità della luce diventa un impresa impossibile, però l'idea regge, ammesso che il modello teorico sia corretto

Nizam al-Mulk ha scritto:Che strano questo universo, comunque io me lo immagino come una 'onda d'urto' che si espande e crea spazio nella sua direzione (che sono più direzioni, appunto come quella di un palloncino che si gonfia) con le galassie sulla sua superficie. E' una visione accettabile? in quel caso il centro dell'universo non esisterebbe perchè non visibile.
E in teoria non potremmo mai tornare nello stesso punto perchè l'universo si espande troppo velocemente (è come se corressimo su infinite scale mobili con senso inverso).

È una visone in accordo con le osservazioni; la metafora del palloncino o dell'onda d'urto sono solo due modi per descrivere lo stesso modello teorico, pertanto è accettabile.

Le scale mobili rendono perfettamente l'idea.

Feynman ha scritto:

teto ha scritto:ma se con un'ipotetica astronave viaggassimo nello spazio muovendoci in questo "universo-palloncino" alla fine torneremmo sempre nello stesso punto?

Con un universo in espansione la cui inflazione appare superare la velocità della luce diventa un impresa impossibile, però l'idea regge, ammesso che il modello teorico sia corretto

sisi, infatti ho detto "ipotetica", ma se noi uscissimo dalla nostra galassia con un astronave e viaggassimo verso l'alto alla fine dopo un po ci ritroveremmo sotto la via lattea?

Se le galassie si espandono allora alla fine dovrebbero scontrarsi? Perchè le galassie possono viaggiare all'infinito invece un "astronave" ritorna sempre allo stesso punto?

Voglio rassicurarti che al momento le galassie non si espandono, ma vanno alla deriva una rispetto l'altra. Fortunatamente, l'integrità delle galassie si conserva grazie alla forza di gravità... per il momento

Per quanto riguarda la prima domanda, Teto, alto-basso, sinistra-destra, avanti-indietro non hanno molto significato nell'universo. Apparte questo, credo di capire cosa tu intenda, pertanto invoco il palloncino!
Segna un punto sul palloncino, poi traccia una linea in una direzione a piacimento, mantieni quella rotta. Se il palloncino fosse sferico dopo un giro completo ti ritroveresti al punto di partenza, anche se pensavi di viaggiare in linea retta, in realtà ti adeguavi alla curva della sua superficie. Forse per questo motivo si è creduto a lungo che la Terra fosse piatta.

Feynman ha scritto:Voglio rassicurarti che al momento le galassie non si espandono, ma vanno alla deriva una rispetto l'altra. Fortunatamente, l'integrità delle galassie si conserva grazie alla forza di gravità... per il momento

Per quanto riguarda la prima domanda, Teto, alto-basso, sinistra-destra, avanti-indietro non hanno molto significato nell'universo. Apparte questo, credo di capire cosa tu intenda, pertanto invoco il palloncino!
Segna un punto sul palloncino, poi traccia una linea in una direzione a piacimento, mantieni quella rotta. Se il palloncino fosse sferico dopo un giro completo ti ritroveresti al punto di partenza, anche se pensavi di viaggiare in linea retta, in realtà ti adeguavi alla curva della sua superficie. Forse per questo motivo si è creduto a lungo che la Terra fosse piatta.

ho capito però il palloncino è bidimensionale, l'universo è tridimensionale, inoltre visto che le galassie vanno alla deriva allora prima o poi dovranno scontrarsi visto che sono in un "palloncino-universo" quindi ritorneranno al punto di partenza

quindi anche se diventiamo una civiltà di tipo 3 ( o superiore ) siamo comunque fottuti?

teto ha scritto:
ho capito però il palloncino è bidimensionale, l'universo è tridimensionale, inoltre visto che le galassie vanno alla deriva allora prima o poi dovranno scontrarsi visto che sono in un "palloncino-universo" quindi ritorneranno al punto di partenza

L'universo lo percepiamo tridimensionale, questo è vero.
Ma cosa accade quando continui a gonfiare il palloncino? Vedrai sempre le galassie allontanarsi l'una dall'altra fino ad un punto di rottura, cioè fino a quando il palloncino esploderà.
Lo stratagemma del palloncino l'ho utilizzato proprio perche mi è impossibile spiegare come uno spazio in 3 dimensioni possa essere incurvato, ho semplicemente abbassato di una dimensione il sistema universo.

Feynman ha scritto:

teto ha scritto:
ho capito però il palloncino è bidimensionale, l'universo è tridimensionale, inoltre visto che le galassie vanno alla deriva allora prima o poi dovranno scontrarsi visto che sono in un "palloncino-universo" quindi ritorneranno al punto di partenza

L'universo lo percepiamo tridimensionale, questo è vero.
Ma cosa accade quando continui a gonfiare il palloncino? Vedrai sempre le galassie allontanarsi l'una dall'altra fino ad un punto di rottura, cioè fino a quando il palloncino esploderà.
Lo stratagemma del palloncino l'ho utilizzato proprio perche mi è impossibile spiegare come uno spazio in 3 dimensioni possa essere incurvato, ho semplicemente abbassato di una dimensione il sistema universo.

si ho capito però io ho portato l'esempio dell'astronave e tu mi hai detto che prima o poi se io viaggassi con un'astronave tornerei allo stesso punto, perchè non accade con le galassie? Visto che il palloncino rappresenta il continuum spazio-tempo allora anche un astronave se si sposta dovrebbe contribuire all'ingrandimento del palloncino

In realtà, esiste un limite oltre il quale la presunta astronave non può spingersi.
La velocità con cui si espande l'universo è maggiore rispetto alla velocità con cui può muoversi l'astronave, ad aumentare è lo spaziotempo stesso. Le galassie rappresentano gli effetti osservati di tale espansione e non ne sono la causa, quindi formalmente non si può parlare di un contributo all'ingrandimento del sistema universo/palloncino da parte delle galassie.

Io personalmente trovo che la seconda teoria (ovvero il Big Rips) sia la più accreditata, visto che i nostri amati ricercatori, hanno scoperto che l'universo, nella sua espansione, sta accelerando e non decelerando come si credeva. E' una teoria moltoinquetante ma non per questo sbagliata o campata in aria. W lo Spazioporto

Feynman ha scritto:In realtà, esiste un limite oltre il quale la presunta astronave non può spingersi.
La velocità con cui si espande l'universo è maggiore rispetto alla velocità con cui può muoversi l'astronave, ad aumentare è lo spaziotempo stesso. Le galassie rappresentano gli effetti osservati di tale espansione e non ne sono la causa, quindi formalmente non si può parlare di un contributo all'ingrandimento del sistema universo/palloncino da parte delle galassie.

su queste cose ho sempre avuto qualche problema e, sinceramente ho sempre pensato ad un mega-abbaglio astronomico. nel senso di errore di interpretazione dei dati / delle teorie. una reale espansione superluminale del palloncino (della trama, del continuum... o tutte quelle belle parole che si usano su focus) non permetterebbe non solo all'astronave di arrivare al punto di partenza, ma neppure a te di arrivare al lavoro.
sul fatto che poi debba continuare così (teorie di big rip & co), non vedo la necessità. ad esempio le teroie sugli e-folding nell'universo primordiale inducono a pensare proprio al contrario. secondo me la faccenda è molto semplice: non possediamo ancora la tecnologia osservativa per cavarci fuori qualcosa di attendibile.

jessica ha scritto:su queste cose ho sempre avuto qualche problema e, sinceramente ho sempre pensato ad un mega-abbaglio astronomico. nel senso di errore di interpretazione dei dati / delle teorie. una reale espansione superluminale del palloncino (della trama, del continuum... o tutte quelle belle parole che si usano su focus) non permetterebbe non solo all'astronave di arrivare al punto di partenza, ma neppure a te di arrivare al lavoro.

Credo sia necessaria qualche ripetizione di cosmologia I.

uoz ha scritto:Credo sia necessaria qualche ripetizione di cosmologia I.

Probabile. Sentiamo...

ma voi sapete tutte queste cose di astronomia per passione o perchè siete andati all'università a studiare astronomia? Io mi ricordo un utente di questo forum (o forse più di uno) che all'università studiava astronomia o astrofisica

una reale espansione superluminale del palloncino (della trama, del continuum... o tutte quelle belle parole che si usano su focus) non permetterebbe non solo all'astronave di arrivare al punto di partenza, ma neppure a te di arrivare al lavoro.

Accadrebbe soltanto se ad espandersi con l'universo fossero anche i corpi come la Terra.

Naturalmente le osservazioni concordano con il modello teorico da me esposto fin'ora. Non è definitivo e neppure completo, la ragione di tutto ciò è stata giustamente esposta da Jessica:

non possediamo ancora la tecnologia osservativa per cavarci fuori qualcosa di attendibile.

Feynman ha scritto:
Accadrebbe soltanto se ad espandersi con l'universo fossero anche i corpi come la Terra.

beh, ecco, questo è il punto: ma se così non fosse, ad espandersi non sarebbe il continuum (il lenzuolo...) ma solo um movimento di corpi in un continuum.
beh in realtà il continuo è creato dai corpi... ok, mi riguardo le dispense di cosmologia.

jessica ha scritto:

uoz ha scritto:Credo sia necessaria qualche ripetizione di cosmologia I.

Probabile. Sentiamo...

Senti ma quanto l'hai data via per laurearti? Ammesso anche che la relazione sia lineare, non so, un qualcosa tipo Hubble, v=hx e che da parte a parte si vada anche a 100c, inserendo una x grande quanto la strada da casa tua al lavoro quanto pensi si ricavi per v?

teto ha scritto:ma voi sapete tutte queste cose di astronomia per passione o perchè siete andati all'università a studiare astronomia? Io mi ricordo un utente di questo forum (o forse più di uno) che all'università studiava astronomia o astrofisica

Io sono laureato in fisica, anche se in un indirizzo assolutamente diverso. Sull'argomento ho seguiro solo qualche corso, quindi la mia preparazione è a livello di corso universitario, e ti assicuro che non è minimamente sufficiente per poter esprimere un'opinione autorevole in materia, soprattutto quando si va a spingere contro teorie ancora in fase di elaborazione. La signorina qui sopra invece dovrebbe fare l'astronoma di lavoro, e la cosa, come vedi, non è minimamente sufficiente per poter esprimere un'opinione
autorevole in materia, soprattutto quando si va a spingere contro teorie
ancora in fase di elaborazione.

Da casa mia al lavoro ho una velocità di recessione pari a 0.00000000000000002 km/s