2005 anno della fisica
il significato della Relatività
di Arrigo Amadori
www.arrigoamadori.com
www.astrofilicesena.it
06/12/2005
1
Sistemi di riferimento
•
•
•
•
•
•
In fisica occorre sempre definire un
sistema di riferimento per lo spazio ed
un “orologio” per il tempo
Ogni evento è caratterizzato dalla sua
posizione nello spazio e dall’istante di
tempo in cui esso avviene
La descrizione dei fenomeni cambia se
si cambia sistema di riferimento
Il mondo visto da una giostra che ruota
è davvero complicato !
Il sistema di riferimento più semplice è
costituito da un sistema di assi
cartesiani ortogonali tridimensionale
0xyz
Un evento è così rappresentato dai 4
numeri (x, y, z, t)
06/12/2005
2
Sistemi di riferimento inerziali
•
•
•
•
•
In natura esistono i sistemi di riferimento inerziali (SDRI)
Rispetto ad un SDRI vale il principio d’inerzia (Galileo) :
un corpo non soggetto a forze esterne (o se la risultante delle
forze esterne è nulla) permane nel suo stato di quiete o di
moto rettilineo uniforme
I SDRI in verità sono un’astrazione matematica perché
esistono sempre forze che “disturbano” i corpi ma, entro
certi limiti, certi sistemi possono essere considerati, con
sufficiente approssimazione, inerziali.
Esempi di SDRI :
Un treno che avanza su un binario rettilineo, liscio, a
velocità costante
Una nave che naviga con mare calmo a velocità costante su
di una rotta rettilinea
Un biliardo su cui la forza di gravità è neutralizzata dalla
reazione del tavolo e gli attriti sono piccoli
Una navicella spaziale a motori spenti sufficientemente
lontana da ogni corpo celeste
Tutti i SDRI si muovono di moto rettilineo uniforme fra
loro. Il SDRI K’ si muove con velocità costante V (in
intensità direzione e verso) rispetto al SDRI K e viceversa
06/12/2005
3
Principio di relatività galileiana
•
•
•
•
Tutti i SDRI sono meccanicamente equivalenti (Galileo)
Ovvero le leggi della meccanica classica (sintetizzata dai tre principi della
dinamica di Newton) sono le stesse in tutti i SDRI
La “vita” dentro un vagone ferroviario che viaggia con velocità costante su
binari lisci e rettilinei, oppure su di una nave che naviga a velocità costante su di
una rotta rettilinea è praticamente la “stessa”, cioè non ci “accorgiamo” di
essere in moto
La superficie della Terra su cui viviamo può essere considerata con buona
approssimazione un SDRI anche se si tratta di un sistema di riferimento
ruotante, quindi per definizione non inerziale. Solo esperimenti come
l’osservazione della deviazione verso est di un grave che cade (Guglielmini,
Bologna 1790-92), il pendolo di Foucault, oppure la rotazione dei venti che si
osserva nei cicloni e negli anticicloni ecc. ci mostrano che viviamo in un sistema
di riferimento non inerziale
06/12/2005
4
Trasformazioni di Galileo
•
•
•
•
Consideriamo due SDRI, K e K’, dotati
ciascuno di un orologio ed in moto
relativo con velocità costante V
(costante in intensità, direzione e verso)
ed osserviamo gli eventi rispetto ai due
SDRI separatamente
Storicamente, le prime formule
matematiche che legano spazio e tempo
nei due SDRI sono dovute a Galileo e
sono dette trasformazioni di Galileo
Per esse lo spazio è relativo, cioè le
coordinate di un punto sono diverse nei
due SDRI, mentre il tempo è assoluto,
cioè il tempo scorre nei due orologi (se
identici e sincronizzati) allo stesso
modo, cioè si ha t = t’
In particolare, se mi muovo rispetto a
K’ con velocità v’, sarò visto, secondo
Galileo ed il “buon senso”, muovermi
rispetto a K con velocità v = V + v’
06/12/2005
5
Principio di costanza della velocità della luce
•
•
•
•
Cosa succede se in K’ viene emesso un
fascio di luce ?
Sappiamo che la velocità della luce
(così come di ogni altra radiazione
elettromagnetica) è c = 300.000 km/s
circa (nel vuoto)
Secondo le trasformazioni di Galileo
dovremmo avere che rispetto a K la
luce viaggia con velocità V + c
In natura, invece, si verifica che la
velocità della luce c è la stessa in ogni
SDRI
06/12/2005
6
Principio di relatività ristretta
•
•
•
•
•
Principio di relatività galileiana + principio di costanza della velocità della luce
= principio di relatività ristretta (Einstein, 1905)
I SDRI sono quindi fisicamente equivalenti
Ovvero le leggi della fisica (includendo i fenomeni elettromagnetici ma
escludendo la gravità) sono le stesse in tutti i SDRI
Si dice “relatività ristretta” perché limitata ai soli SDRI
Se consideriamo sistemi di riferimento di qualunque tipo o i fenomeni
gravitazionali, avremo la teoria della relatività generale
06/12/2005
7
Trasformazioni di Lorentz
•
•
•
•
•
Consideriamo due SDRI, K e K’, dotati
ciascuno di un orologio ed in moto relativo
con velocità costante V (costante in intensità,
direzione e verso) ed osserviamo gli eventi
rispetto ai due SDRI separatamente
Le formule matematiche che legano spazio e
tempo nei due SDRI e per le quali c sia
costante sono dette trasformazioni di
Lorentz
Affinché la velocità della luce sia la stessa in
tutti i SDRI, deve essere (lo si ricava
matematicamente) che lo spazio è relativo ed
anche il tempo è relativo
La grande novità, rispetto a Galileo, è che
t ≠ t’ , cioè il tempo non è più una “entità”
assoluta ed ogni SDRI misura il proprio
tempo
In particolare, se mi muovo rispetto a K’ con
velocità v’, saro visto, secondo Einstein e
contrariamente al “buon senso”, muovermi
rispetto a K con velocità :
06/12/2005
8
Composizione delle velocità
•
•
•
Supponiamo che sia V << c ; v’ << c .
In questo caso v’V/c² ≈ 0 per cui si ha
v ≈ v’ + V che è la trasformazione di
Galileo. Per velocità in gioco piccole
rispetto a c la meccanica classica di
Galileo e Newton continua ad essere
valida
Si può affermare che per c ∞ la
teoria della relatività ristretta tende alla
meccanica classica (per Galileo e
Newton l’interazione fra i corpi
viaggiava a velocità infinita)
Dando a v’ e V velocità grandi fino a c
è facile verificare che si ottiene al
massimo v = c , e questo in coerenza
col principio di costanza della velocità
della luce
06/12/2005
9
Contrazione spaziale
•
•
•
•
•
•
Un segmento in quiete rispetto a K’ se
misurato rispetto a K risulta più corto
Questa è una conseguenza matematica
diretta delle trasformazioni di Lorentz
La formula che lega le “due lunghezze”
è:
Se fosse V = 0 avremmo l l0
Se fosse V = c avremmo l 0
Se fosse l0 1 e V 9 c si avrebbe :
10
2
9
c
81
10
l 1 1 2 1
0, 435
c
100
06/12/2005
10
Dilatazione temporale
•
•
Un intervallo di tempo misurato rispetto
a K’ risulta più lungo se misurato
rispetto a K
Questa è una conseguenza matematica
diretta delle trasformazioni di Lorentz
La formula che lega i “due tempi” è :
•
•
•
Se fosse V = 0 avremmo t t0
Se fosse V = c avremmo t
9
Se fosse t0 1 e V 10 c si avrebbe :
•
t
06/12/2005
1
9
c
10
1 2
c
2
1
81
1
100
2, 294
11
Paradosso dei gemelli
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Supponiamo che vi siano due gemelli, che chiameremo A e B, di cui uno, mettiamo B, un giorno,
parte per un viaggio spaziale alla velocità V 9 c
10
Supponiamo che per B il viaggio duri 10 anni
Per il gemello A il viaggio di B dura invece, a causa della dilatazione del tempo, più di 20 anni
La stessa cosa può affermare B perché i due SDRI in cui i due gemelli si trovano sono, per il
principio di relatività, fisicamente equivalenti
Cosa succederà quando i due gemelli si incontreranno alla fine del viaggio ?
A dirà : io ho visto il tuo orologio andare più lentamente del mio, per cui tu dovresti essere più
giovane di me (il tuo viaggio per me ha durato più di 20 anni mentre per te ha durato 10 anni)
B dirà : io ho visto il tuo orologio andare più lentamente del mio, per cui tu dovresti essere più
giovane di me (il tuo viaggio per me ha durato più di 20 anni mentre per te ha durato 10 anni)
I due gemelli, incontrandosi alla fine del viaggio, dovrebbero verificare che uno si è invecchiato di
meno dell’altro e viceversa. In questo sta il paradosso
Il paradosso, però, non sussiste perché il problema è mal posto. Quando il gemello B inizia il viaggio
e quando, ritornando, lo finisce, il suo sistema di riferimento non è un SDRI perché esso non si
muove rispetto all’altro di moto rettilineo uniforme, bensì accelera
La teoria della relatività ristretta vale solo per i SDRI per cui un tale problema deve essere visto
nell’ottica della teoria della relatività generale che si occupa appunto di sistemi di riferimento
accelerati.
In verità, un gemello sarà più giovane dell’altro. Verifiche di questo sono state fatte anche
recentemente misurando come scorre il tempo su satelliti artificiali per le telecomunicazioni
06/12/2005
12
Spazio-tempo quadridimensionale
•
•
•
Lo spazio ed il tempo rappresentano per
Einstein un tutt’uno indistinguibile a 4
dimensioni, il cosiddetto cronotopo
Un evento, infatti, è rappresentato da
un insieme ordinato di 4 numeri
(x,y,z,t)
Un punto si muove nello spazio-tempo
quadridimensionale lungo una linea
detta linea d’universo
06/12/2005
13
L’energia secondo Einstein
•
•
Secondo la meccanica classica un
corpo in quiete possiede energia
cinetica nulla
Secondo la teoria della relatività
ristretta un corpo in quiete possiede
l’energia :
E mc 2
•
•
Siccome c è molto grande, questa
energia è enorme (energia nucleare di
fissione e fusione, energie delle stelle)
Per esempio, una massa di 1 kg
produce (se trasformata
completamente) una energia pari a :
E 1 300.000.0002 90.000.000.000.000.000 j
06/12/2005
14
Principio di equivalenza
•
•
•
•
•
•
La teoria della relatività ristretta si occupa dei sistemi di
riferimento inerziali (SDRI) e di come in essi si propagano
le radiazioni elettromagnetiche (d’ora in poi diremo
semplicemente la luce)
La teoria della relatività generale si occupa dei sistemi di
riferimento non inerziali (SDRNI) (accelerati, ruotanti
ecc.) ed in particolare della forza di gravità
La forza di gravità ha la peculiarità che corpi di massa
diversa (in assenza di attrito) cadono con la stessa
accelerazione (g = 9,8 m/s² circa sulla superficie terrestre)
D’altra parte, rispetto ad un SDRNI, i corpi hanno una
accelerazione indipendente dalla loro massa dovuta al
moto accelerato del sistema di riferimento stesso rispetto ad
un SDRI (per esempio una giostra ed il seguente caso)
Immaginiamo una astronave sufficientemente lontana da
ogni corpo celeste che viaggi per inerzia a razzi spenti (moto
rettilineo uniforme rispetto alle stelle fisse). Tale astronave è
con ottima approssimazione un SDRI. Immaginiamo che in
un certo istante vengano accesi i razzi in modo che la
navicella presenti una accelerazione costante pari a g = 9,8
m/s² rispetto alle stelle fisse. Cosa sperimenteranno gli
astronauti all’interno della navicella ? Essi vedranno
“cadere” i corpi, che prima fluttuavano liberamente, tutti in
una stessa direzione con accelerazione uguale a g. Gli
astronauti non potranno in nessun modo rilevare una
differenza rispetto a ciò che accade sulla superficie terrestre
Il principio di equivalenza afferma appunto che un
campo gravitazionale è equivalente ad un SDRNI
06/12/2005
15
Spazio-tempo curvo
•
•
•
•
•
•
•
•
Un campo gravitazionale è quindi descrivibile da un SDRNI costituito
da quattro coordinate (x,y,z,t), le prime tre spaziali, la quarta
temporale
Un campo gravitazionale è quindi equivalente ad uno spazio-tempo
quadridimensionale che può essere euclideo (piatto) o non euclideo
(curvo)
Lo spazio euclideo è quello in cui valgono per esempio il teorema di
Pitagora, il teorema che afferma che la somma degli angoli interni di
un triangolo è 180° , il teorema che afferma che il rapporto fra
circonferenza e diametro vale ¶ ecc.
Uno spazio non euclideo è quello in cui non valgono (anche uno solo !)
i teoremi della geometria euclidea
Un esempio di spazio non euclideo a due dimensioni è la superficie
della sfera. In essa, per esempio, la somma degli angoli interni di un
triangolo può essere 270° !
Si dice, in generale, che un campo gravitazionale incurva lo spaziotempo
La fisica dei campi gravitazionali si riduce allora ad un “problema
di geometria” in generale non euclidea (questo fatto è di
fondamentale importanza e distingue la gravità dalle altre interazioni
fondamentali : la elettromagnetica e la nucleare debole e forte)
La matematica che descrive le proprietà degli spazi curvi è il
cosiddetto calcolo tensoriale. Esso è dovuto principalmente ai grandi
matematici Gauss (1777 - 1855), Riemann (1826 - 1866), RicciCurbastro (romagnolo di Lugo, 1853 - 1925), Levi-Civita (1873 –
1941)
06/12/2005
16
Principio di relatività generale
•
•
•
•
Il principio di relatività ristretta afferma che le leggi della fisica (includendo
il campo elettromagnetico ma escludendo il campo gravitazionale) sono le
stesse in tutti i sistemi di riferimento inerziali (SDRI)
Il principio di relatività generale afferma che le leggi della fisica (includendo
anche il campo gravitazionale) sono le stesse in tutti i sistemi di riferimento,
anche non inerziali (SDRNI) (Einstein, 1916)
In questo modo, le “descrizioni del mondo” fatte rispetto a sistemi di
riferimento qualunque, non necessariamente inerziali, sono del tutto equivalenti
Rimangono escluse dalla prima stesura della teoria della relatività le forze
nucleari scoperte successivamente al 1916. Einstein stesso lavorò per una
teoria unificante che comprendesse tutte le interazioni note (forza
gravitazionale, forza elettromagnetica, forza nucleare debole e forte). Nel
frattempo sorgeva e si affermava l’altra grande teoria fisica del ‘900, la
meccanica quantistica che descrive i fenomeni microscopici. Oggi si sta
tentando una unificazione di relatività e meccanica quantistica sulla base della
teoria delle stringhe
06/12/2005
17
Equazione gravitazionale di Einstein
•
•
•
Le masse creano un campo gravitazionale che incurva lo spazio-tempo
I corpi che si muovono in un tale spazio-tempo incurvato seguono traiettorie
che sono linee geodetiche ovvero linee di minima distanza (vedi pag. seguente)
Il legame matematico fra le masse generatrici del campo gravitazionale e la
curvatura dello spazio-tempo è data dall’equazione di Einstein.
Esprimiamola in forma sintetica e concettuale (in realtà si tratta di una
equazione molto complessa) :
curvatura dello spazio-tempo = distribuzione della masse
•
Si tratta di una equazione in grado di descrivere in modo completo un sistema
di masse in interazione gravitazionale :
le masse si muovono seguendo linee geodetiche in uno spazio-tempo
la cui curvatura è definita dalle masse stesse in movimento
06/12/2005
18
Esempi di geodetiche su spazi bidimensionali curvi
Il concetto di geodetica è la generalizzazione negli spazi curvi del concetto di retta dello spazio euclideo
06/12/2005
19
Conseguenze della teoria della relatività generale
•
La teoria della relatività generale prevede che lo spazio-tempo non sia in generale
euclideo (piatto) ma sia curvo. Ciò comporta delle conseguenze non prevedibili né
descrivibili nell’ambito della meccanica classica. Queste conseguenze” aprono” nuovi
ed affascinanti capitoli nella fisica moderna. Le principali conseguenze della non
“piattezza” dello spazio-tempo sono :
spostamento del perielio di Mercurio
deviazione dei raggi di luce da parte delle masse
red-shift (spostamento verso i rosso) gravitazionale
buchi neri
onde gravitazionali
ipotesi cosmologiche
06/12/2005
20
Spostamento del perielio di Mercurio
•
•
•
Il perielio di Mercurio (punto
dell’orbita più vicina al Sole) si sposta
molto lentamente in modo che l’orbita
del pianeta non sia una ellisse chiusa.
Questo fenomeno era noto già da molto
tempo prima di Einstein e non è
spiegabile nell’ambito della meccanica
classica. D’altra parte non vi sono
pianeti o altri corpi celesti che
“disturbano” l’orbita di Mercurio, né
altre cause tipo la non perfetta sfericità
del Sole
Il fenomeno si spiega considerando che
lo spazio nelle vicinanze del Sole (in
cui si trova ad orbitare Mercurio) è
sufficientemente incurvato (secondo la
relatività generale) da disturbare esso
stesso l’orbita di Mercurio
I calcoli teorici dell’incurvamento
tramite l’equazione gravitazionale di
Einstein confermano i dati sperimentali
06/12/2005
21
Deviazione dei raggi di luce da parte delle masse
•
•
•
•
Un campo gravitazionale produce un
incurvamento dello spazio tale per cui
la luce non segue più un cammino
rettilineo
Per questo motivo, durante una eclissi
totale di sole, le stelle in prossimità
prospettica con la superficie del Sole,
vengono viste in posizioni apparenti
diverse da quelle in assenza del Sole
Poco dopo la pubblicazione della teoria
della relatività generale il fenomeno fu
verificato sperimentalmente
corrispondere alla previsione teorica
A livello astronomico più ampio, sono
state scoperte recentemente delle vere e
proprie lenti gravitazionali costituite
da intere galassie
06/12/2005
22
Red-shift gravitazionale
•
•
•
Un orologio posto in un campo
gravitazionale intenso, siccome lo
spazi-tempo ne è fortemente incurvato,
viene visto rallentare rispetto ad un
orologio posto lontano dal campo. Il
tempo in un campo gravitazionale
scorre (rispetto ad un punto lontano)
tanto più lentamente quanto è
maggiore è l’intensità del campo.
La luce proveniente da una stella
massiccia (che genera un forte campo
gravitazionale) sarà vista con
frequenza minore, quindi più rossa
Questo fenomeno si chiama red-shift
(spostamento verso il rosso)
gravitazionale (da non confondersi con
il red-shift cosmologico (vedi più
avanti))
06/12/2005
23
Buchi neri
•
•
•
•
•
Una stella, quando le reazioni nucleari che
la tengono in equilibrio si esauriscono, inizia
un processo di collasso gravitazionale
Se la massa della stella è sufficientemente
grande si produce un buco nero
Un buco nero possiede una concentrazione
di massa tale da incurvare lo spazio attorno
a sé in modo che la luce (come ogni altro
corpo) non ne può più uscire
Un buco nero, quindi, è in grado di assorbire
massa ed energia dall’esterno ma non è più in
grado di emetterne (si suppone avvenga in
effetti una lenta “evaporazione” a causa di
effetti quantistici)
Un buco nero è circondato da una superficie
immaginaria, detta orizzonte degli eventi. Se
qualcosa (massa o energia) entra all’interno
di tale superficie non ne può più uscire
06/12/2005
24
Onde gravitazionali
•
•
•
Se una grande quantità di materia
subisce una rapida accelerazione (per
esempio in un collasso gravitazionale di
una stella) la curvatura dello spaziotempo subisce una “increspatura”,
vengono cioè generate onde
gravitazionali
Tali onde furono previste teoricamente
da Einstein ed hanno la caratteristica di
viaggiare alla velocità della luce c ed
essere onde trasversali (come la luce)
Le onde gravitazionali, data la loro
estrema debolezza, non sono state
ancora verificate sperimentalmente
nonostante i diversi esperimenti in atto.
Quando saranno verificate, esse
apriranno una nuova proficua
“finestra” per studiare il cosmo
06/12/2005
25
Cosmologia
•
•
•
•
•
•
•
•
•
L’equazione gravitazionale di Einstein permette di descrivere l’universo nel suo insieme
Con la teoria della relatività generale la cosmologia diventa una scienza dagli incredibili ed enormi sviluppi
Ponendo alcune condizioni aprioristiche derivanti da considerazioni generali sulla struttura dell’universo, l’equazione
gravitazionale di Einstein fornisce diverse soluzioni corrispondenti a diversi modelli di universo
Essenzialmente si hanno due classi di modelli : i modelli stazionari ed i modelli non stazionari (evolutivi)
I modelli stazionari possono essere (paradossalmente) non espansivi o espansivi
La condizione principale che di solito si pone alla struttura su larga scala dell’universo è che lo spazio sia omogeneo
ed isotropo, ovvero che l’universo sia mediamente lo stesso (in termini di densità) in ogni suo punto. Questa ipotesi è
accettata in generale da tutti i modelli
Per quanto riguarda l’omogeneità ed isotropia del tempo, le cose sono più complicate. Ammettendo questa ipotesi, si
presuppone che l’universo sia sempre lo stesso nel passato e nel futuro. In generale i modelli stazionari la ammettono,
gli altri (ovviamente) no
L’accettabilità fisica di un modello cosmologico teorico dipende se il modello è in accordo con le osservazioni
astronomiche che via via vengono fatte
Le osservazioni mostrano i seguenti fondamentali fenomeni di rilevanza cosmologica :
red-shift cosmologico delle galassie (rilevato da Hubble negli anni ‘20, interpretabile immaginando che
l’universo sia in espansione per cui le galassie sembrano allontanarsi producendo effetto Doppler (lo stesso
fenomeno per cui il fischio del treno viene udito più basso in frequenza quando il treno si allontana))
radiazione fossile di fondo (rilevato da Penzias e Wilson negli anni ‘60, spiegabile immaginando che questa
radiazione nelle microonde (circa 4 K di temperatura) sia la luce rimasta dell’ipotetica esplosione (il big bang)
che ha dato “origine” all’universo)
06/12/2005
26
Modelli cosmologici stazionari non espansivi
• Spazio omogeneo ed isotropo
• Tempo omogeneo ed isotropo
• Curvatura dello spazio
costante e positiva
• Nel caso esemplificativo
bidimensionale un tale modello
corrisponde ad una sfera
• Il modello (proposto
inizialmente dallo stesso
Einstein) non spiega il redshift cosmologico né la
radiazione fossile
06/12/2005
27
Modelli cosmologici stazionari espansivi
•
•
•
•
Modello stazionario nella densità di materia ma in espansione nel tempo con
creazione spontanea e continua di un atomo di idrogeno ogni 10.000.000.000
m³ ogni anno
Il modello risulta omogeneo nello spazio e nel tempo ed allo stesso tempo
risulta espansivo. La creazione spontanea di atomi di idrogeno mantiene
costante la densità della materia
Il modello spiega il red shift cosmologico ma non la radiazione fossile
Il modello presenta il problema “filosofico” di ammettere la “creazione
continua” (nulla si crea, nulla si distrugge, ma tutto si trasforma …)
06/12/2005
28
Modelli cosmologici non stazionari
•
•
•
•
•
•
Spazio omogeneo ed isotropo
Tempo non omogeneo e non isotropo
Ipotesi del big bang (circa 13,7 miliardi di anni fa tutto l’universo era
concentrato in una regione di spazio teoricamente puntiforme, detta
singolarità). Dal big bang trae origine, espandendosi, l’universo come lo
conosciamo oggi
Si hanno modelli chiusi, aperti, piatti e con espansione a velocità crescente
L’ipotesi del big bang è coerente con il red-shift cosmologico e con l’esistenza
della radiazione fossile
Il problema fondamentale dell’ipotesi del big bang è l’evoluzione futura
dell’universo (se continuerà ad espandersi ed in che modo oppure inizierà a
contrarsi)
06/12/2005
29
Modello cosmologico non stazionario chiuso
•
•
•
•
Curvatura costante positiva
Modello bidimensionale : superficie
sferica
Densità maggiore della massa critica
Espansione + contrazione (big bang +
big crunch) anche in sequenza
06/12/2005
In un certo istante
30
Modello cosmologico non stazionario aperto
•
•
•
•
Curvatura costante negativa
Modello bidimensionale : sella
Densità minore della massa critica
Velocità di espansione decrescente
tendente ad un valore positivo
06/12/2005
In un certo istante
31
Modello cosmologico non stazionario piatto
•
•
•
•
•
Curvatura costante nulla
Modello bidimensionale : piano
Densità uguale alla massa critica
Velocità di espansione decrescente
tendente a 0
Geometria euclidea
06/12/2005
32
Modello cosmologico non stazionario a velocità crescente
•
•
•
•
•
•
Le ultime recenti osservazioni indicherebbero che l’universo
sarebbe costituito al 96 % di materia oscura (23 %) e di
energia oscura (73 %). Il rimanente 4 % formerebbe
l’universo usuale che vediamo e misuriamo con i nostri
strumenti (perché emette radiazione elettromagnetica)
Materia ed energia oscure anche perché di natura sconosciuta
Sarebbe in atto una espansione accelerata (big rip)
dell’universo in antitesi col carattere attrattivo della forza
gravitazionale
L’espansione accelerata sarebbe causata dall’energia oscura
ed è descrivibile matematicamente con l’aggiunta
all’equazione gravitazionale di Einstein della costante
cosmologica
L’energia oscura potrebbe essere spiegabile fisicamente
mettendola in relazione con l’esistenza della ZPE (zero point
energy, energia quantistica di punto zero), energia intrinseca
del vuoto che riempirebbe il cosmo
Attualmente la cosmologia è in forte sviluppo e vengono
prodotti modelli sempre più evoluti e complessi. Modelli
cosmologici a stringhe, multiuniverso ecc.
06/12/2005
33
