UN’ALTRA STRADA VERSO LA VERITÀ SUL FUNZIONAMENTO DELL’UNIVERSO?
RIASSUNTO
Nell’articolo dal
titolo “Ogni
luogo dello spazio in espansione, è il Sistema di Riferimento Privilegiato per
l’eventuale oggetto che vi stesse transitando”, ho presentato una
teoria che prevede l’esistenza del Sistema di Riferimento Privilegiato ed ho
affermato che da essa si potrebbero derivare ulteriori teorie sui vari fenomeni
dell'Universo e che, quindi, essa è una teoria che apre un’altra strada verso la
verità sul funzionamento dell’Universo.
Ed ora, con questo articolo, mi propongo di iniziare a percorrere quella strada,
esponendo delle ipotesi che spiegano vari fenomeni dell’Universo in una modalità
compatibile con detta teoria e più aderente con le osservazioni rispetto a
quella attualmente sostenuta dalla Comunità Scientifica (CS).
Ecco, in breve, le
ipotesi.
L’Universo è composto esclusivamente da un’infinità di quanti di spazio che
tendono ad espandersi, causando anche la propria espansione.
La materia si manifesta su insiemi di quanti di spazio, che vengono mediamente
compressi, consentendo ai quanti vicini e poi via via a quelli più lontani, di
espandersi di più.
La gravità è dovuta al fatto che ogni oggetto tende a muoversi verso i quanti di
spazio meno compressi e, quindi, verso altri oggetti.
La velocità della luce dipende dalla compressione dei quanti di spazio dei
luoghi nei quali essa transita, nel senso che maggiore è la loro compressione,
maggiore è la sua velocità. Ma poiché anche gli orologi si muovono più o meno
velocemente, in funzione di detta compressione, la velocità della luce risulta
sempre la stessa in qualunque luogo. Pertanto, nel passato, quando la
compressione dei quanti di spazio era maggiore, anche la velocità della luce era
maggiore.
Il redshift cosmologico è dovuto alla velocità del luogo dove si sta muovendo
l’oggetto celeste che riceve il fotone, rispetto al luogo dove si stava muovendo
l’oggetto celeste che l’ha emesso, in un Universo la cui espansione sta
decelerando. A sostegno di queste ipotesi presento due tabelle che simulano il
viaggio dei fotoni di una galassia ad alto redshift e quello dei fotoni della
Radiazione Cosmica di Fondo, ed anche una formula per ottenere la luminosità
apparente, compatibile con le osservazioni delle supernove Ia ad alto redshift.
Inoltre dimostro che considerando il redshift cosmologico come dovuto
all’espansione dello spazio, come attualmente sostiene la CS, non si può
giustificare la luminosità apparente degli oggetti celesti con elevato redshift.
In questo modo dimostro che il modello di Universo sostenuto dalla CS, non è
compatibile con le osservazioni. Ma poiché detto modello si basa sulla RR,
dimostro che anch’essa non è compatibile con le osservazioni.
1. INTRODUZIONE
Nell’articolo dal
titolo “Ogni
luogo dello spazio in espansione, è il Sistema di Riferimento Privilegiato per
l’eventuale oggetto che vi stesse transitando”, ho presentato una
teoria che prevede l’esistenza del Sistema di Riferimento Privilegiato ed ho
affermato che da essa si potrebbero derivare ulteriori teorie sui vari fenomeni
dell'Universo e che, quindi, essa è una teoria che apre un’altra strada verso la
verità sul funzionamento dell’Universo.
Ed ora, con questo articolo, mi propongo di iniziare a percorrere quella strada,
esponendo delle ipotesi che spiegano vari fenomeni dell’Universo, quali la sua
espansione, la gravità, la velocità della luce, il redshift cosmologico, in una
modalità compatibile con detta teoria.
Premetto che se in molti casi userò il presente anziché il condizionale, non lo farò per esprimere certezze, ma solo per semplicità di esposizione.
2. UNIVERSO DI QUANTI DI SPAZIO
2.1 Universo in espansione
L’Universo si può immaginare come un’immensa sfera composta esclusivamente da un’infinità di piccolissime particelle indivisibili di una uguale quantità di spazio, che d’ora in poi denominerò come "quanti di spazio".
Per spazio intendo una sostanza continua, quindi non composta di particelle (che significa che le piccolissime particelle non sono a loro volta composte di ulteriori ancora più piccole particelle), che tende ad espandersi. In pratica si tratta dell’unica vera sostanza che compone l’Universo e che, pertanto, deve essere molto diversa dalla materia che noi possiamo osservare.
Durante il cosiddetto Big Bang, i quanti erano estremamente compressi e quindi hanno iniziato ad espandersi, causando l’espansione dell’Universo, che sta continuando tutt’ora.
La velocità di
espansione dello spazio tende ad essere la stessa in tutti i luoghi
dell’Universo, per cui ogni luogo si allontana da ogni altro luogo con una
velocità che tende a dipendere dalla distanza: più sono lontani e più
velocemente si allontanano tra di loro.
Quindi ogni luogo può considerarsi come un centro dell’Universo, dal quale tutti
gli altri luoghi si allontanano.
Ho scritto che la velocità di espansione dello spazio, "tende" ad essere la
stessa e, quindi, che non è esattamente la stessa, in quanto, come spiegherò più
avanti, l'espansione dello spazio tra gli oggetti celesti, viene influenzata
anche dalla materia, che non è distribuita in modo esattamente uniforme in tutto
l'Universo.
2.2 Gravità
Tra i quanti di spazio non esiste alcun vuoto, per cui se un quanto si comprime, e quindi riduce le proprie dimensioni, i quanti adiacenti possono/devono aumentare le loro dimensioni e, quindi, espandersi.
La materia è composta da quanti di spazio.
Le particelle
elementari del cosiddetto modello standard della fisica quantistica, sono dei
fenomeni fisici che, tra l’altro, comprimono quanti di spazio e, pertanto, un
oggetto materiale contiene moltissimi insiemi di quanti di spazio compressi, che
fanno aumentare la compressione media dei quanti di spazio che lo compongono.
Così i quanti limitrofi all’oggetto, e cioè quelli in prima linea, grazie alla
riduzione delle dimensioni dei quanti dell’oggetto, possono/devono espandersi di
più. Ma poi vengono ricompressi parzialmente perché i quanti in seconda linea,
che sono più compressi per non aver ancora “subito” espansioni, si espandono a
loro volta verso quelli di prima linea. Poi anche i quanti di terza linea,
ancora compressi, si espandono verso quelli di seconda linea. E così via fino ai
quanti sempre più lontani dall’oggetto.
In parole povere la materia, comprimendo numerosi quanti di spazio, consente ai
quanti vicini e poi via via anche a quelli sempre più lontani, di potersi
espandere di più.
Il risultato è un ambiente nel quale i quanti di spazio vicini alla materia sono
più espansi di quelli via via più lontani dalla materia.
I quanti che compongono la materia, sono comunque più compressi rispetto ai
quanti esterni ad essa però, per precisione, bisogna dire che è la compressione
media dei quanti che compongono la materia, che è maggiore della compressione
media dei quanti esterni alla materia. Perché all’interno degli atomi vi sono
molti quanti che potrebbero essere anche più espansi di quelli esterni alla
materia, e cioè, per esempio, quelli tra i nuclei e gli elettroni, in quanto più
vicini alle particelle elementari.
Gli insiemi di
quanti che compongono gli atomi, tendono ad espandersi in direzione dei quanti
più espansi (o meno compressi), perché trovano meno resistenza alla propria
espansione. Pertanto anche gli oggetti materiali, dato che sono composti da
atomi, si espandono in direzione dei quanti più espansi, e quindi in direzione
di altri oggetti. Per questo motivo ogni oggetto tende a muoversi verso altri
oggetti.
Per muovere un oggetto in direzione contraria a quella nella quale tenderebbe a
muoversi, e cioè da un punto dove i quanti sono più espansi (per esempio dal
livello terra) ad un punto dove sono meno espansi (per esempio ad un metro da
terra), si deve usare una certa forza, con la quale gradualmente viene aumentata
la compressione degli insiemi di quanti che compongono gli atomi dell’oggetto,
in modo tale che riescano ad opporsi alla maggiore pressione dei quanti che
trovano man mano che si avvicinano al livello più alto. Però, più precisamente,
non bisogna pensare a dei quanti che si muovono da un punto ad un altro, ma a
delle compressioni di quanti che si muovono da un punto ad un altro o, meglio
ancora, a delle manifestazioni fisiche che avvengono nei vari punti dello
spazio.
Di conseguenza un oggetto di un metro di altezza, ha gli atomi situati più in
alto con una compressione media maggiore rispetto agli atomi situati più in
basso, in quanto i quanti che compongono gli atomi situati più in alto trovano
più resistenza alla loro espansione rispetto ai quanti che compongono gli atomi
situati più in basso. Quindi ponendo che l’oggetto abbia la forma di un cubo,
avrà la superficie inferiore più estesa di quella superiore, in quanto la
compressione dei quanti vicini alla superficie inferiore è minore di quella dei
quanti vicini alla superficie superiore. Ma se misurate, le due superficie
risulterebbero uguali, in quanto anche gli atomi degli strumenti di misura sono
influenzati dall’espansione dei quanti vicini.
Il tutto giustifica
la gravità in una modalità diversa, ma assimilabile, rispetto a quella
ipotizzata dalla Relatività Generale (RG), in quanto la materia non incurva lo
spazio-tempo, però fa aumentare l’espansione dei quanti di spazio, ed un oggetto
non è guidato dalla curvatura dello spazio-tempo, però è guidato dalle
espansioni dei quanti di spazio.
In poche parole, quindi, la curvatura dello spazio-tempo viene sostituita dalle
espansioni dei quanti di spazio. Pertanto la matematica prevista per la RG,
potrebbe valere anche per la presente ipotesi.
Prima di concludere questo tema, vorrei solo citare il problema della
combinazione tra l’espansione nativa dei quanti di spazio, che fa allontanare
gli oggetti celesti, e l’espansione dovuta alla presenza di materia, che li fa
avvicinare.
2.3 Velocità e frequenza dei fotoni, variabili
E' stato rilevato
sperimentalmente che
(1) la gravità influenza lo scorrere del tempo e la frequenza ondulatoria dei
fotoni e quindi anche la loro lunghezza d'onda (1).
Ma, per la presente ipotesi,
(2) la gravità è dovuta all’espansione dello spazio.
Di conseguenza si può affermare che
(3) l’espansione dello spazio influenza lo scorrere del tempo (più lo
spazio è espanso e più gli orologi rallentano) e la frequenza ondulatoria dei
fotoni e quindi anche la loro lunghezza d'onda.
Ma poiché risulta anche che
(4) la velocità della luce è sempre la stessa in qualunque luogo la si misuri
e, quindi, per qualunque velocità dello scorrere del tempo,
ne consegue che
(5) anche la velocità della luce si adegua all’espansione dello spazio e
cioè che la luce va più o meno velocemente in funzione della più o meno elevata
espansione dello spazio.
Quindi nel passato,
(6) quando lo spazio dell’Universo era molto meno espanso, la luce aveva una
velocità molto superiore a quella attuale, anche se ipotetici orologi di allora
l'avrebbero misurata sempre a 300.000 km/s (perché avrebbero misurato il
tempo più velocemente, perché lo spazio era meno espanso).
In altre parole, man mano che l’Universo si è espanso, la luce ha ridotto la sua
velocità, ma anche ipotetici orologi avrebbero rallentato, facendo così misurare
la velocità della luce sempre a 300.000 km/s.
Come ho dimostrato
nel punto 3, l’espansione dello spazio influenza la frequenza ondulatoria dei
fotoni. Più precisamente fa rallentare la loro frequenza ondulatoria, ma senza
che ipotetici orologi possano rilevarlo, in quanto l’espansione fa rallentare
anch’essi della stessa misura. Perché se così non fosse, la frequenza dei fotoni
emessi da una determinata tipologia di fonte (per esempio dall’idrogeno) e
misurata con uno stesso orologio, risulterebbe maggiore in cima ad una montagna
(dove lo spazio è meno espanso), rispetto alla sua base (dove lo spazio è più
espanso).
Quindi nel passato, quando lo spazio era meno espanso, la frequenza dei fotoni
emessi da una determinata tipologia di fonte (per esempio dall’idrogeno), era
molto maggiore rispetto ad ora, per poi rallentare man mano che l’Universo si è
espanso. Ma ipotetici orologi non avrebbero rilevato alcun rallentamento della
frequenza, in quanto anch’essi avrebbero rallentato della stessa misura.
In pratica è come se quei fotoni fossero essi stessi un orologio.
In conclusione l'espansione dello spazio non fa misurare, almeno direttamente, alcuna riduzione della frequenza ondulatoria dei fotoni e, quindi, neanche il redshift cosmologico.
3. MODELLO DI UNIVERSO
Il rallentamento
della frequenza ondulatoria dei fotoni ed il conseguente allungamento della loro
lunghezza d'onda, dovuta all’espansione dello spazio, viene denominata dalla
Comunità Scientifica (CS) come “redshift cosmologico”.
Però nel paragrafo precedente ho sostenuto che assieme a detto rallentamento di
frequenza, avviene anche un rallentamento degli orologi della stessa misura e,
quindi, non viene rilevato alcun redshift.
E allora a cosa sarebbe dovuto l’elevato valore del redshift rilevato nei fotoni
provenienti dagli oggetti celesti molto lontani?
Come dimostrerò qui di seguito, è dovuto alla velocità di allontanamento del
luogo dove si sta muovendo l’oggetto celeste che riceve il fotone, rispetto al
luogo dove si stava muovendo l’oggetto celeste che l’ha emesso.
Quindi tale redshift è comunque dovuto all’espansione dello spazio, in quanto è
l’espansione che fa allungare le distanze tra i luoghi dell’Universo e, quindi,
fa aumentare le velocità di allontanamento dei luoghi dell’Universo.
A sostegno di queste
ipotesi presento due tabelle:
- la prima, che simula il viaggio dei fotoni di una galassia ad alto redshift,
anche utilizzando la luminosità apparente degli oggetti celesti ad alto
redshift;
- la seconda, che simula il viaggio della Radiazione Cosmica di Fondo
(abbreviata in CMBR, dall'inglese Cosmic Microwave Background Radiation).
3.1 Esemplificazione del modello di Universo
Per far meglio comprendere le due simulazioni sopracitate, le faccio precedere da una semplice esemplificazione.
Si immagini
l’Universo in espansione come una grande sfera di gomma che si stia gonfiando
continuamente e sulla cui superficie siano segnati moltissimi punti (raffigurano
luoghi dello spazio).
Si immagini poi una galassia come un camioncino che si muova sulla superficie
della sfera ad una velocità di 0,1 m/s, ma restando sempre vicino ad uno dei
punti.
Poi si immagini la Terra come un altro camioncino, che si muova anch’esso nei
pressi di un punto ad una velocità di 0,1 m/s.
A causa dell’espansione della sfera, i due punti citati si allontanano l’uno
dall’altro ad una determinata velocità e, di conseguenza, anche i due camioncini
si allontanano l’uno dall’altro alla stessa velocità (per precisione, più o meno
qualcosa in funzione della direzione del loro moto).
Si immaginino poi i
fotoni come un insieme di automobiline che si muovano sulla superficie della
sfera a velocità costante, poniamo di 1 m/s.
Si osserverà che a causa della dilatazione della superficie della sfera, i punti
si allontanano l'uno dall'altro, per cui ogni automobilina avrà una velocità di
1 m/s rispetto al punto sopra il quale sta transitando, ma una velocità diversa
rispetto agli altri punti segnati sulla superficie della sfera.
Se un'automobilina parte dal punto del camioncino raffigurante la galassia, e va
verso il punto del camioncino raffigurante la Terra, alla partenza ha una
velocità di 1 m/s rispetto al punto di partenza, ma inferiore rispetto a quello
di arrivo, in quanto quest'ultimo si sta allontanando a causa della dilatazione
della superficie della sfera.
Ma durante il viaggio aumenta sempre di più la sua velocità rispetto al punto di
partenza, a causa del continuo aumento della distanza tra il punto sul quale
essa sta transitando (sempre ad 1 m/s) ed il punto di partenza. Infine arriva
alla velocità di 1 m/s rispetto al punto di arrivo, il quale ha una determinata
velocità rispetto al punto di partenza. Pertanto l’automobilina avrà una
velocità superiore ad 1 m/s, di detta determinata velocità, rispetto al punto di
partenza.
3.2 Simulazione del viaggio dei fotoni di una galassia ad alto redshift
Come ho scritto
sopra, lo spazio si sta espandendo tendenzialmente alla stessa velocità in tutti
i luoghi dell’Universo. Pertanto ogni luogo si sta allontanando da ogni altro
luogo, con una velocità che dipende dalla distanza.
In pratica ogni luogo può considerarsi come al centro dell’Universo, in quanto
tutti gli altri luoghi si allontanano da esso, ma anche perché i fotoni che lo
percorrono, vi hanno la stessa velocità, e cioè 300.000 km/s, in tutte le
direzioni.
Ma se i fotoni hanno una velocità di 300.000 km/s rispetto al luogo che stanno
percorrendo, ed i luoghi che via via percorrono si allontanano sempre più
velocemente dal luogo della loro emissione, ne consegue che anche i fotoni
aumentano sempre più la loro velocità rispetto al luogo di emissione.
Per esempio i fotoni emessi da una galassia e diretti verso la Terra, nel
momento dell'emissione hanno una velocità di 300.000 km/s rispetto al luogo
della galassia (per precisione dovrei scrivere “luogo dove si sta muovendo”,
perché ogni oggetto celeste non è a riposo rispetto a detto luogo, ma per
brevità scrivo solo ”luogo”), ma molto inferiore rispetto al luogo della Terra
(più precisamente dovrei scrivere “luogo dove si starà muovendo la Terra
nel momento dell’arrivo”, ma per brevità qui scrivo solo “luogo della Terra”),
perché esso si sta allontanando dal luogo della galassia.
Ma man mano che i fotoni procedono verso il luogo della Terra, percorrendo
luoghi che si allontanano sempre più velocemente dal luogo della galassia, i
fotoni aumentano sempre di più la loro velocità rispetto al luogo della Terra,
fino ad arrivarci alla velocità di 300.000 km/s rispetto ad esso.
Tale aumento di velocità corrisponde alla velocità del luogo ricevente rispetto
a quello emittente, e viene usato come fattore per calcolare il cosiddetto
redshift cosmologico, che si indica con il simbolo "z" . Il cui
valore incrementato di 1, corrisponde al rapporto tra la velocità della luce e
la differenza tra la stessa e la velocità del luogo ricevente rispetto a quello
di emissione (formula 3.2.1)
Dove ““ sta per velocità del
luogo del ricevente.
Questa è una formula dell'effetto Doppler, che considera il ricevente in moto e
la sorgente ferma, dalla quale si può ottenere quella per la velocità del luogo
ricevente e cioè (formula 3.2.2):
Invece la formula usata dalla CS, considera il ricevente fermo e la sorgente in moto, per cui il fattore z risulta dalla divisione tra la velocità della sorgente e quella della luce. Di conseguenza per trovare la velocità della sorgente conoscendo il fattore z, si deve moltiplicarlo per la velocità della luce (formula 3.2.3)
velocità sorgente
Ma per la CS il fattore z si riferisce all’espansione dello spazio e non ad una velocità di allontanamento tra i vari luoghi dello spazio (vedasi “coordinate comoventi” su wikipedia).
Per precisione faccio rilevare che oltre che dal redshift cosmologico, il fattore z è composto anche dai redshift dovuti ai moti degli oggetti emittente e ricevente, rispetto ai rispettivi luoghi, che se i valori del redshift sono elevati, risultano poco rilevanti.
Per esempio un redshift di 0,59 misurato sulla Terra, indica che la Terra si sta allontanando dalla galassia, di 111.321 km/s.
Per far meglio
comprendere come funziona il tutto in base al mio modello di Universo, tramite
l’applicazione excel ho sviluppato una tabella di simulazione del viaggio verso
la Terra, dei fotoni di una galassia ad alto redshift, che espongo qui di
seguito.
Ho sviluppato la tabella al solo scopo di dimostrare la sostenibilità della
presente ipotesi per cui, pur avendo cercato di ottenere risultati aderenti alla
realtà, posso presentarli solo a titolo di esempio.
Per quanto riguarda i valori relativi al redshift, mi sono basato su quelli che
ho trovato in un articolo dell’astronomo Vincenzo Zappalà (7).
VIAGGIO VERSO LA TERRA, DEI FOTONI DI UNA GALASSIA AD ALTO REDSHIFT |
||||||||||||
Tempo |
-------- velocità sul luogo di partenza ---- ---- |
------ distanza ----- distanza progressiva -- |
||||||||||
Progr. |
luogo |
fotoni + |
Redshift |
luogo |
fotoni + |
luogo |
diff.za |
diff.za |
fotoni + |
luogo |
||
|
transito |
luogo |
z + 1 |
Terra |
luogo |
Terra |
|
|
luogo |
Terra |
||
A |
C |
D |
E |
F |
H |
I |
J |
K |
L |
M |
||
Part.za |
|
|
1,590 |
275.000 |
0,000 |
5,040 |
- 5,040 |
- 5,040 |
- |
5,040 |
||
1 |
18.217 |
318.217 |
1,450 |
224.095 |
1,061 |
0,747 |
0,314 |
- 4,726 |
1,061 |
5,787 |
||
2 |
35.201 |
335.201 |
1,340 |
185.427 |
1,117 |
0,618 |
0,499 |
- 4,227 |
2,178 |
6,405 |
||
3 |
51.321 |
351.321 |
1,250 |
156.548 |
1,171 |
0,522 |
0,649 |
- 3,577 |
3,349 |
6,926 |
||
4 |
66.640 |
366.640 |
1,175 |
135.745 |
1,222 |
0,452 |
0,770 |
- 2,808 |
4,571 |
7,379 |
||
5 |
81.591 |
381.591 |
1,110 |
121.795 |
1,272 |
0,406 |
0,866 |
- 1,942 |
5,843 |
7,785 |
||
6 |
96.492 |
396.492 |
1,052 |
113.866 |
1,322 |
0,380 |
0,942 |
- 1,000 |
7,165 |
8,164 |
||
7 |
111.321 |
411.321 |
1,000 |
111.321 |
1,371 |
0,371 |
1,000 |
0,000 |
8,536 |
8,536 |
||
I valori delle velocità sono in km per secondo. |
||||||||||||
I valori delle distanze sono in miliardi di anni luce. |
||||||||||||
I valori del tempo sono in miliardi di anni. |
||||||||||||
VALORI POSTATI: |
||||||||||||
Velocità del luogo Terra alla partenza |
275.000 |
|
||||||||||
Distanza del luogo Terra alla partenza |
5,040 |
|||||||||||
Valori del Redshift da articolo Zappalà |
Espongo qui di seguito le modalità che ho seguito per calcolare i valori esposti
in tabella, ma in generale, perché un’esposizione precisa sarebbe troppo lunga,
(però potrei inviare la tabella in formato excel, a chi me lo chiedesse).
Premetto che rispetto al foglio di lavoro excel, dal quale è stata ricavata la tabella, per mancanza di spazio ho dovuto nascondere due colonne: la prima, che sarebbe stata contrassegnata dalla lettera B, che contiene la velocità dei fotoni rispetto ai luoghi percorsi, e cioè sempre 300.000 km/s in ogni casella; la seconda, che sarebbe stata contrassegnata dalla lettera G, che contiene la distanza percorsa dai fotoni rispetto ai luoghi, e cioè sempre 1 miliardo di anni luce in ogni casella.
Prima di tutto, per ogni periodo, in base al redshift ho calcolato la velocità media con la quale i luoghi dello spazio via via percorsi dai fotoni, si stanno allontanano dal luogo della galassia, usando formule ricavate dalla 3.2.2, e l’ho inserita nelle caselle della colonna “velocità luogo di transito” (contrassegnata dalla lettera C).
Poi ho sommato tale
velocità a quella della luce rispetto ai luoghi percorsi (300.000 km/s),
inserendo il risultato nelle caselle della colonna “velocità fotoni + luogo” (D).
Indi ho calcolato la distanza percorsa dai fotoni, dividendo i valori esposti
nella colonna “velocità fotoni + luogo” (D) per 300.000, ed ho inserito
i valori progressivi nelle casella della colonna “distanza fotoni + luogo” (H).
Poi ho ottenuto ed inserito i suoi valori progressivi nelle caselle della
colonna “distanza progressiva fotoni + luogo” (L).
Come si può osservare, nell’ultima casella risulta il valore di 8,536 miliardi
di anni luce, che corrisponde alla somma della distanza totale percorsa dai
fotoni con la distanza di allontanamento dei luoghi percorsi, somma che
corrisponde alla distanza attuale tra il luogo della galassia e quello della
Terra.
Poi tramite una formula sulla luminosità apparente (3.3.1), la cui spiegazione
si può trovare nel paragrafo 3.3 (per spiegare meglio la formula, avevo bisogno
della tabella, quindi ho dovuto posporre la spiegazione), ho ricavato il
rapporto tra la distanza attuale e quella del momento dell’emissione dei fotoni,
rapporto che corrisponde al fattore di espansione dello spazio durante il
viaggio dei fotoni, ed poi ho calcolato la distanza al momento dell’emissione
dei fotoni, che risulta di 5,040 miliardi di anni luce.
Poi, grazie alle funzioni di excel, ho variato dicotomicamente la velocità della
Terra alla partenza, fino a quando nell’ultima casella della colonna “distanza
progressiva – diff.za” (K) è stato ottenuto il valore 0 (Terra
raggiunta), e così per ogni periodo ho ottenuto la velocità media di
allontanamento del luogo della Terra da quello della galassia, che ho calcolato
in funzione dei redshift dei vari periodi e che ho inserito nelle caselle della
colonna “velocità luogo Terra” (F).
Infine, per ogni periodo ho calcolato anche la distanza di allontanamento del
luogo della Terra rispetto a quello della galassia, e ho inserito il suo valore
della colonna “distanza luogo Terra” (I), mentre ho inserito il suo
valore progressivo nelle caselle della colonna “distanza progressiva luogo
Terra” (M).
Dalla tabella si può
rilevare che all’inizio del viaggio il luogo della Terra si trova a 5,040
miliardi di anni luce di distanza da quello della galassia, luogo che a causa
dell’espansione dello spazio tra esso stesso e quello della galassia, si sta
allontanando alla velocità di 275.000 km/s dal luogo della galassia, facendo
così allontanare anche la Terra nei confronti della galassia.
Nei periodi successivi risulta che la velocità con la quale il luogo della Terra
si allontana da quello della galassia, diminuisce, di conseguenza risulta che
l’espansione dello spazio, decelera (questo fenomeno verrà ripreso anche nel
paragrafo 3.4).
Infine quando i fotoni arrivano alla Terra, il luogo della Terra si trova a
8,536 miliardi di anni luce da quello della galassia, e la sua velocità di
allontanamento da quello della galassia, risulta di 111.321 km/s.
Durante il loro
viaggio, sempre a causa dell’espansione dello spazio, anche i fotoni variano di
velocità rispetto al luogo della galassia, ma in aumento, perché transitano in
luoghi sempre più lontani da quello della galassia e che, quindi, si allontanano
sempre più velocemente dalla galassia.
Infine i fotoni arrivano al luogo della Terra, alla velocità di 300.000 km/s
rispetto ad esso, ma di 411.321 km/s rispetto al luogo della galassia.
3.3 Formula per il calcolo della luminosità apparente degli oggetti celesti ad
alto redshift
Qui di seguito,
utilizzando come esempio i dati della tabella esposta nel paragrafo precedente,
presento una formula che credo più aderente con le osservazioni, di quella
sostenuta dalla CS, per ottenere l’espansione dello spazio avvenuta durante il
viaggio dei fotoni di un oggetto celeste ad alto redshift, utilizzando la sua
luminosità apparente. Cosa che ritengo importante anche per dimostrare che
l’espansione dell’Universo sta decelerando, anziché accelerando, come sostenuto
dalla CS, basandosi proprio sulla luminosità apparente degli oggetti celesti ad
alto redshift, come le supernove di tipo Ia.
Infatti ecco cosa ha scritto il fisico Matteo Billi nella sua tesi di laurea
(4):
“Le SNe Ia vengono utilizzate in cosmologia come indicatori di distanza. Nel
1998 due team di ricerca, il Supernova Cosmology Project e l’High-z Supernova
Search Team compirono degli studi su un campione di SNe in galassie lontane a
z = 0.2 ÷ 0.9. Da questi lavori emerse che le luminosità
apparenti erano tipicamente inferiori del 25% rispetto ai valori attesi. Questo
indica che tali oggetti si trovano ad una distanza di luminosità superiore a
quella prevista da modelli d’Universo dominati da materia. Venne quindi
determinata per la prima volta l’evidenza di un Universo in condizione di
espansione accelerata.”.
Per la formula qui presentata, i fattori per i quali dividere la luminosità assoluta (L) per ottenere quella apparente (l), sono i seguenti.
1. Area della superficie della sfera con raggio corrispondente alla distanza percorsa dai fotoni (F) rispetto ai luoghi via via attraversati (per problemi di spazio tale distanza non è stata esposta in tabella, ma corrisponde alla velocità della luce, per il numero degli anni, e cioè a 7 miliardi di anni luce). Perché mano a mano che si muovono, i fotoni si distribuiscono in una superficie di sfera sempre più ampia, in quanto il suo raggio si allunga. Ma va considerata solo la distanza percorsa dai fotoni rispetto ai luoghi via via attraversati, e non anche la distanza alla quale si sono allontanati i luoghi attraversati rispetto al luogo della galassia, a causa dell’espansione dello spazio, in quanto questo allontanamento viene considerato nel secondo fattore.
2. Rapporto tra la distanza attuale e la distanza iniziale , al cubo. Questo rapporto corrisponde all’espansione dello spazio avvenuta durante il viaggio (E), che è tendenzialmente uguale in tutti i luoghi dell’Universo e, quindi, anche in quelli dove sono transitati i fotoni della galassia (sono rispettivamente l’ultimo ed il primo valore, della colonna “distanza progressiva luogo Terra” (M)). Il valore dell’espansione va elevato al cubo, in quanto si tratta di un’espansione volumetrica, che quindi avviene sulle tre dimensioni spaziali.
Quindi la formula è la seguente:
e sostituendo il fattore E con i fattori relativi alle distanze attuale e iniziale, si ha la seguente formula (formula 3.3.1):
Mentre la formula usata dalla CS, che ho trovato in rete (4), è la seguente (formula 3.3.2):
Dove "D"
rappresenta la distanza attuale tra l’emittente ed il ricevente.
Per quanto riguarda il fattore (1 + z), in base a quanto ho trovato in rete, va
elevato al quadrato per i seguenti motivi:
“- un fattore è necessario per tenere conto del fatto che ogni fotone perde
energia a causa del redshift;
- un secondo fattore è dovuto al fatto che anche il ritmo di arrivo dei fotoni è
inferiore al ritmo di emissione ancora per lo stesso fattore”.
Quindi la formula della CS considera come raggio della sfera la distanza attuale
e non la distanza effettivamente percorsa dai fotoni (quindi senza quella dovuta
all’espansione), come giustificato nella spiegazione della mia formula.
Inoltre il fattore di espansione sostenuto dalla CS, viene elevato al quadrato
anziché al cubo.
Per cui rispetto alla mia formula, si ha il fattore D che ha un valore
maggiore del fattore F ed il fattore che esprime l’espansione dello
spazio (1 + z) al quadrato, che dovrebbe corrispondere ad un valore
minore rispetto al fattore E al cubo.
Queste differenze dovrebbero essere dovute ad interpretazioni diverse sulle
cause della riduzione di luminosità che avviene durante il viaggio dei fotoni.
Preciso che i valori relativi al redshift cosmologico (0,59) ed alla distanza attuale tra emittente e ricevente (8,68), li ho ricavati dall’articolo di Zappalà (7) già citato, e sono relativi ai fotoni emessi 7 miliardi di anni fa da un oggetto celeste. Ho scelto il redshift di 0,59 (e quindi i fotoni emessi 7 miliardi di anni fa da una galassia), in quanto è il più vicino alla media tra i redshift minimo e massimo citati nella tesi di Matteo Billi (5), e cioè (0,2 ÷ 0,9), per cui dovrebbe valere anche il 25% di luminosità in meno citato nella tesi, che dovrebbe corrispondere ad una media di riduzioni di luminosità.
Per ottenere l’espansione dello spazio avvenuta durante il viaggio dei fotoni, mi basta usare solo alcuni fattori di ciascuna delle due formule, in quanto gli altri fattori sono uguali.
Faccio rilevare che utilizzando solo parte del denominatore e la distanza in miliardi di anni luce, non ricavo il valore reale della luminosità apparente, ma un indice di luminosità apparente, che posso utilizzare per fare dei rapporti tra risultati relativi a luminosità apparenti e che per lo scopo di questo articolo, ritengo sia sufficiente.
Per quanto riguarda la formula della CS, i fattori sono quelli contenuti nell’espressione , dalla quale risulta:
Poiché in base a quanto riportato nella tesi di laurea di Billi (3), dalle osservazioni risulta che la luminosità apparente osservata è del 25% inferiore a quella calcolata (naturalmente in base alla formula della CS), trovo il valore dell’indice di luminosità apparente, incrementando quest’ultima del 25%.
Questo valore mi serve per calcolare il rapporto tra la distanza attuale e la distanza alla partenza dei fotoni, tra la Terra ed il luogo di partenza dei fotoni e, quindi, il fattore di espansione dello spazio durante il viaggio dei fotoni.
Nella corrispondente espressione usata dalla mia formula, e cioè valorizzo i dati conosciuti ed ottengo:
Poi divido per 49 i due membri ed estraggo la radice cubica del membro a destra:
Che costituisce il rapporto di espansione dello spazio durante il viaggio dei fotoni della galassia.
Infine, con l’ultimo passaggio
ottengo la distanza tra il luogo della Terra e quello della galassia emittente, all’inizio del viaggio.
Poi inserisco questa distanza nella tabella e potrò così completare la simulazione del viaggio dei fotoni della galassia, con la modalità esposta nel paragrafo precedente.
Per maggior
chiarezza riassumo le modalità di calcolo.
Prima utilizzo i redshift dei vari periodi, per simulare il viaggio dei fotoni
fino al loro arrivo sulla Terra, ottenendo la distanza percorsa dai fotoni
comprensiva di quella dovuta all’espansione dello spazio che, in pratica,
corrisponde alla distanza attuale tra la galassia e la Terra.
Poi applicando la formula 3.3.1, utilizzo la luminosità apparente osservata per
trovare la distanza tra la galassia e la Terra, alla partenza dei fotoni.
Ed infine completo la simulazione modificando dicotomicamente la velocità con la
quale al Terra si stava allontanando dalla galassia, alla partenza dei fotoni.
In breve uso i redshift per trovare la distanza attuale e poi uso la luminosità
apparente per trovare l’espansione dello spazio.
Alcune considerazioni sui risultati della simulazione e sulla mia formula.
Faccio rilevare che
c’è una lieve differenza tra la distanza attuale usata dalla formula della CS,
che è di 8,68 miliardi di anni luce ed è stata ricavata dall’articolo di Zappalà
(7), e quella usata dalla mia formula, che è di 8,536 ed è stata ricavata
dallo sviluppo della simulazione qui presentata. Ciò è dovuto al fatto che io ho
considerato i redshift cosmologici come fattori per il calcolo delle velocità di
recessione, per ottenere la distanza attuale.
Per quanto riguarda la distanza iniziale, la differenza è maggiore in quanto
l’articolo di Zappalà la indica in 5,46 miliardi di anni luce, mentre per la mia
simulazione risulta di 5,04. Ciò è dovuto al fatto che io ho considerato
un’espansione dello spazio maggiore, per giustificare la minore luminosità
apparente osservata delle supernove di tipo Ia.
Volendo considerare valida la distanza di 8,68 miliardi di anni luce, anziché
quella ottenuta dalla simulazione, applicando la mia formula sulla luminosità
apparente, si ottiene una distanza iniziale di 5,12, che comunque è vicina ai
5,04 della mia simulazione.
Però i cosmologi che volessero valutare le distanze in base al mio modello di Universo, dovrebbero ottenere delle distanze minori di quelle esposte nell’articolo di Zappalà (perché dovrebbero considerare una maggior espansione dello spazio e quindi una maggiore riduzione della luminosità apparente in funzione della distanza) e, quindi, potrebbero anche risultare inferiori a quelle ottenute dalla simulazione. Che comunque non sono molto precise, perché considerano una velocità media di recessione, per ciascun miliardo di anni.
In conclusione, volendo basarsi sul modello di Universo qui considerato, i risultati delle osservazioni andrebbero rivalutati, pur sapendo, in ogni caso, che si tratta di valutazioni che possono solo avvicinare alla realtà.
3.4 Simulazione del viaggio dei fotoni della radiazione di fondo
In base alla teoria
del Big Bang, circa 380.000 anni dopo l’inizio della sua espansione, l’Universo
è diventato trasparente alla radiazione, per cui un’enorme quantità di fotoni ha
iniziato a propagarsi liberamente (3, 4).
I fotoni sono partiti da luoghi diversi dell'Universo ed hanno viaggiato in
direzioni casuali, per cui una parte di essi ha viaggiato in direzione del luogo
della Terra.
Da allora tali fotoni, che vengono denominati come CMBR, hanno continuato ad
arrivare sulla Terra, a cominciare da quelli partiti dai luoghi più vicini e poi
via via, da quelli sempre più lontani.
Durante il viaggio i fotoni si trovano a percorrere luoghi che a causa
dell’espansione dello spazio, si allontanano sempre più velocemente dai luoghi
di partenza, per cui anch’essi aumentano la loro velocità rispetto ai luoghi di
partenza, fino ad arrivare al luogo della Terra, alla velocità di 300.000 km/s
rispetto ad esso, ma molto superiore rispetto ai luoghi della loro partenza.
Ed aumentando la velocità aumenta anche il redshift.
Durante il tempo trascorso da allora, lo spazio ha continuato ad espandersi e,
di conseguenza, è aumentata la velocità di allontanamento del luogo della Terra
da quello di partenza dei fotoni della CMBR.
Così anche il redshift è andato via via aumentando, fino ad arrivare ai valori
attuali, di circa 1.100.
Quindi, attualmente, applicando la formula 3.2.2, esposta nel paragrafo 3.2, la
velocità del luogo della Terra rispetto ai luoghi di partenza dei fotoni della
CMBR, risulta di circa 299.728 km/s.
Utilizzando questo redshift ed anche quelli dei vari periodi, e con modalità simili a quelle usate per la simulazione relativa alla galassia, ho sviluppato una tabella che simula il viaggio dei fotoni della CMBR dalla loro partenza all’arrivo sulla Terra, prevedendo delle variazioni di velocità dei fotoni (dovuti al moto dei luoghi da loro via via percorsi) e del luogo della Terra, rispetto al luogo di partenza.
In breve risulta che nel periodo iniziale il luogo della Terra si allontana più velocemente e distanzia i fotoni, i quali in seguito, grazie alla decelerazione dell’espansione e, quindi, della velocità di allontanamento del luogo della Terra, recuperano il ritardo e lo raggiungono.
VIAGGIO DEI FOTONI DELLA CMBR, VERSO LA TERRA |
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Tempo |
----- velocità sul luogo di partenza ------ |
-------- distanza ------------ --------- progressiva --------- |
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Progr. |
Luogo transito |
fotoni + luogo |
Redshift z |
Luogo Terra |
fotoni +luogo |
luogo Terra |
diff.za |
Diff.za |
Fotoni + luogo |
Luogo Terra |
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A |
C |
D |
E |
F |
H |
I |
J |
K |
L |
M |
|
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|||||||||||||
Part.za |
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1.100 |
1929.200 |
|
0,010 |
|
|
|
0,010 |
|
|
|||||||||||||
0,5 |
540 |
300.540 |
8,260 |
1355.240 |
0,501 |
2,259 |
- 1,758 |
- 1,758 |
0,501 |
2,259 |
|
|
|||||||||||||
1,0 |
39.814 |
339.814 |
4,810 |
980.157 |
0,566 |
1,634 |
- 1,067 |
- 2,825 |
1,067 |
3,892 |
|
|
|||||||||||||
2,0 |
63.492 |
363.492 |
2,640 |
766.357 |
1,212 |
2,555 |
- 1,343 |
- 4,168 |
2,279 |
6,447 |
|
|
|||||||||||||
3,0 |
93.458 |
393.458 |
1,780 |
639.512 |
1,312 |
2,132 |
- 0,820 |
- 4,988 |
3,590 |
8,579 |
|
|
|||||||||||||
4,0 |
118.110 |
418.110 |
1,300 |
551.122 |
1,394 |
1,837 |
- 0,443 |
- 5,432 |
4,984 |
10,416 |
|
|
|||||||||||||
5,0 |
139.535 |
439.535 |
1,000 |
485.117 |
1,465 |
1,617 |
- 0,152 |
- 5,583 |
6,449 |
12,033 |
|
|
|||||||||||||
6,0 |
159.574 |
459.574 |
0,760 |
434.608 |
1,532 |
1,449 |
0,083 |
- 5,500 |
7,981 |
13,481 |
|
|
|||||||||||||
7,0 |
179.104 |
479.104 |
0,590 |
395.866 |
1,597 |
1,320 |
0,277 |
- 5,223 |
9,578 |
14,801 |
|
|
|||||||||||||
8,0 |
197.368 |
497.368 |
0,450 |
366.020 |
1,658 |
1,220 |
0,438 |
- 4,785 |
11,236 |
16,021 |
|
|
|||||||||||||
9,0 |
215.054 |
515.054 |
0,340 |
343.348 |
1,717 |
1,144 |
0,572 |
- 4,213 |
12,953 |
17,165 |
|
|
|||||||||||||
10,0 |
231.660 |
531.660 |
0,250 |
326.417 |
1,772 |
1,088 |
0,684 |
- 3,528 |
14,725 |
18,254 |
|
|
|||||||||||||
11,0 |
246.914 |
546.914 |
0,180 |
314.077 |
1,823 |
1,047 |
0,776 |
- 2,752 |
16,548 |
19,300 |
|
|
|||||||||||||
12,0 |
262.009 |
562.009 |
0,110 |
305.754 |
1,873 |
1,019 |
0,854 |
- 1,898 |
18,422 |
20,320 |
|
|
|||||||||||||
13,0 |
277.778 |
577.778 |
0,050 |
301.162 |
1,926 |
1,004 |
0,922 |
- 0,976 |
20,347 |
21,324 |
|
|
|||||||||||||
14,0 |
292.683 |
592.683 |
0,000 |
299.728 |
1,976 |
0,999 |
0,977 |
0,000 |
22,323 |
22,323 |
|
|
|||||||||||||
Arrivo |
299.728 |
599.728 |
|
299.728 |
|
|
|
|
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|||||||||||||
|
|
|
|
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|
||||||||||||
I valori della velocità sono in km/s. |
|
|
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|
|
||||||||||||||||
I valori della distanza sono in miliardi di anni luce |
|
|
|
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|
|||||||||||||||||
I valori del tempo sono in miliardi di anni |
|
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|||||||||||||||||
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||||||||||||
VALORI POSTATI |
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|||||||||||||||
Velocità iniziale luogo della Terra |
|
1929.200 |
|
Distanza iniz. luogo Terra |
0,010 |
|
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||||||||||||||||
Faccio osservare che
alla fine del viaggio il luogo della Terra risulta lontano dal luogo di partenza
della CMBR di circa 22 miliardi di anni luce (ultimo valore della colonna M).
Valore che corrisponde al cosiddetto raggio dell’Universo osservabile.
Faccio anche rilevare che così come nella simulazione del viaggio dei fotoni
della galassia, in base alla riduzione della velocità di allontanamento del
luogo della Terra (F), risulta che l’espansione dell’Universo sia in
decelerazione.
Per poter effettuare
un confronto, ho provato a simulare il viaggio della CMBR anche in base al
modello di Universo della CS, e ne è risultato un raggio di Universo
estremamente più elevato di quello del modello di Universo qui presentato e,
comunque, una velocità di espansione in fortissima decelerazione.
La differenza della lunghezza del raggio di Universo osservabile, tra i due
modelli di Universo, è dovuta al fatto che nel presente modello viene usata la
formula dell’effetto Doppler che vede la sorgente ferma e il ricevente in moto,
mentre nel modello di Universo della CS, viene usata la formula che vede il
ricevente fermo e la sorgente in moto, con la conseguenza che vengono ottenuti
valori di espansione molto più elevati, anche se la CS considera il redshift
come un fattore di espansione dello spazio (vedasi paragrafo 3.2).
Ho provato anche prevedere una velocità di espansione in accelerazione, ma non è risultato proprio possibile far arrivare la CMBR alla Terra, il che costituisce un punto molto importante a favore del modello di Universo qui presentato.
Vorrei fare un’ultima considerazione su questa simulazione.
Poiché, come ho scritto nel capitolo 2, lo scorrere del tempo varia in funzione della densità dello spazio e, quindi, verso il passato scorreva via via più velocemente, se ci fosse stato un orologio che avesse misurato il tempo sempre alla attuale velocità (potremmo immaginarlo come al di fuori dell’Universo), la vita dell’Universo sarebbe risultata inferiore ai 14 miliardi di anni. Naturalmente ho effettuato delle simulazioni ed è risultato che la sua vita sarebbe risultata di meno di 8 miliardi di anni.
3.5 Dimostrazione che il redshift non può essere il fattore di espansione dello
spazio, così come considerato dalla Comunità Scientifica
In base alla tesi di
laurea citata nel paragrafo 3.3, per la galassia oggetto della simulazione nel
paragrafo 3.2, la luminosità apparente osservata risulta di circa il 25% minore
rispetto a quella attesa, e cioè a quella risultante dall’applicazione della
formula della CS. Il che indicherebbe che la galassia si trova
ad una distanza maggiore di quella
prevista da modelli di Universo dominati da materia, per cui sarebbe determinata
l’evidenza di un Universo in espansione accelerata.
In parole povere, ciò significherebbe che la distanza attuale osservata
della galassia, sarebbe maggiore di quella risultante dall’applicazione della
formula della luminosità apparente, e cioè di quella attesa.
Per far comprendere meglio di cosa si tratta, espongo qui di seguito il calcolo
della distanza attuale conoscendo quella iniziale ed il redshift.
che corrisponde al valore esposto nell’articolo di Zappalà (7) come distanza attuale.
Ma se la distanza
attuale osservata fosse veramente maggiore, significherebbe, naturalmente, che
anche l'espansione dello spazio sarebbe stata maggiore di quella risultante
utilizzando il fattore (1 + z).
Ma in questo caso anche il redshift dei fotoni, e quindi il fattore (1 + z)
stesso, sarebbe stato maggiore di quello considerato, perché la maggiore
espansione dello spazio si sarebbe riflessa anche sulla lunghezza d'onda dei
fotoni e, quindi, sul fattore (1 + z).
E quindi la distanza attuale sarebbe risultata maggiore.
Ma dato che il fattore (1 + z) è quello osservato e non può aumentare, neanche
la distanza attuale può aumentare.
Per cui se la distanza attuale risulta maggiore di quella attesa, può solo
significare che il fattore (1 + z) non rappresenta l’espansione dello spazio
avvenuta durante il viaggio dei fotoni.
Le stesse
considerazioni valgono anche per la luminosità apparente, anche se il
ragionamento da fare è un po’ più complesso. Eccolo.
Come sopra esposto, se la distanza attuale fosse veramente maggiore,
significherebbe che l’espansione dello spazio sarebbe stata maggiore di quella
risultante utilizzando il fattore (1 + z).
Ma in questo caso anche il redshift dei fotoni sarebbe stato maggiore e quindi
il fattore (1 + z) stesso sarebbe stato maggiore.
Pertanto sarebbero risultati maggiori anche i valori dei fattori al denominatore
della formula, corrispondenti sia alla distanza attuale (che, come sopra
esposto, dipende dal fattore (1 + z)) che all’espansione dello spazio (1 + z),
per cui sarebbe aumentato il valore totale del denominatore della formula,
riducendo il suo risultato.
E quindi la luminosità apparente attesa sarebbe risultata minore.
Ma dato che il fattore (1 + z) è quello osservato e non può aumentare, neanche
la luminosità apparente può diminuire.
Per cui se la luminosità apparente osservata risulta minore di quella attesa,
può solo significare che il fattore (1 + z) non rappresenta l’espansione dello
spazio avvenuta durante il viaggio dei fotoni.
In conclusione le
considerazioni sopra esposte dimostrano che il modello di Universo adottato, e
cioè il fatto che l’Universo sia o non sia dominato dalla materia, non c’entra
col fatto che la luminosità apparente osservata sia inferiore a quella attesa,
perché dette considerazioni valgono per qualsiasi modello di Universo.
Per cui il ragionamento che il fatto che la luminosità apparente osservata sia
inferiore a quella attesa, dimostrerebbe che non è stato adottato il giusto
modello di Universo, non è valido.
Pertanto non è valida neanche la conseguenza di detto ragionamento, e cioè che
l’Universo risulti in espansione accelerata.
A sostegno della mia affermazione, riporto quanto ha scritto in merito il professor Alberto Franceschini dell’Università di Padova, in un suo corso di cosmologia (4), dove giustamente non ha motivato detta differenza con l’espansione dell’Universo in accelerazione: “Un risultato non comprensibile con la fisica che abbiamo sinora utilizzato nella nostra descrizione dell'Universo. Dobbiamo probabilmente fare ricorso ad una nuova fisica.”.
A mio parere, quindi, per giustificare la differenza tra la luminosità apparente attesa e quella osservata, è necessario trovare quale sia il fattore che rappresenti veramente l’espansione dello spazio avvenuta durante il viaggio, cosa che farò qui di seguito.
Come ho dimostrato
tramite una simulazione tabellare del viaggio dei fotoni della galassia, esposta
nel paragrafo 3.2, il redshift cosmologico è dovuto alla velocità di recessione
del luogo dello spazio dove si trova la Terra alla ricezione dei fotoni, nei
confronti del luogo dello spazio dove sono stati emessi i fotoni, e deve essere
utilizzato come un fattore per calcolare una velocità e non come un fattore per
calcolare un’espansione dello spazio.
Infatti in detta simulazione, che si basa su un modello di Universo diverso da
quello considerato dalla CS, ho utilizzato i redshift cosmologici dei vari
periodi del viaggio (coi quali ho calcolato le varie velocità di recessione),
per calcolare la distanza attuale del luogo dello spazio dove si trova la Terra,
dal luogo dello spazio dove si trovava l’oggetto celeste quando ha emesso i
fotoni.
E poi, tenendo conto della riduzione di luminosità dovuta alla distanza
effettivamente percorsa dai fotoni, ho utilizzato la luminosità apparente
osservata per calcolare il fattore di espansione dello spazio avvenuta durante
il viaggio, fattore che mi è servito per calcolare la distanza iniziale del
viaggio.
E, come si può vedere dai risultati della simulazione esposti in calce di questo
paragrafo, è risultato che il valore del fattore di espansione dello spazio è
maggiore del valore del redshift cosmologico.
Per calcolare tali velocità ho applicato la formula dell’effetto Doppler con l’emittente fermo e il ricevente in moto (come è realistico ipotizzare in base alla simulazione), e cioè (formula 3.2.2):
per cui il valore 0,59 di z, corrisponde ad una velocità di allontanamento del ricevente rispetto all’emittente, di 111.321 km/s.
Mentre in base alla RR, per la quale ogni Sistema di Riferimento (SR) vede ogni altro SR in moto rispetto a se stesso (quindi con una visione tolemaica e pertanto irrealistica dell’Universo), si dovrebbe applicare la formula col ricevente fermo e l’emittente in moto, e cioè:
velocità sorgente
per cui il valore
0,59 di z, corrisponderebbe ad una velocità di allontanamento dell’emittente
rispetto al ricevente, di 177.000 km/s.
Però tale formula presenta un grosso problema, perché dalle osservazioni risulta
che i fotoni provenienti dagli oggetti celesti molto lontani, hanno dei redshift
con valori ben superiori a 1. Il che significherebbe che la loro velocità di
allontanamento sarebbe ben superiore a quella della luce, cosa che sarebbe
impossibile in quanto la velocità della luce non risulta superabile.
Pertanto volendo
rispettare la RR, non si può considerare il redshift come dovuto alla velocità
di allontanamento dell’emittente rispetto alla Terra.
Infatti la CS l’ha considerato come dovuto direttamente all’espansione dello
spazio.
Ma così risulta che la luminosità apparente osservata è inferiore a quella
attesa.
In conclusione il tutto dimostra che la RR non risulta compatibile con le osservazioni e che, quindi, risulta falsificata dal fatto che la luminosità apparente osservata delle supernove di tipo Ia, è inferiore a quella attesa.
Risultati significativi per il presente paragrafo relativi alla simulazione esposta nel paragrafo 3.2.
Distanza iniziale = 5,04 miliardi di anni luce;
Distanza attuale = 8,54 miliardi di anni luce;
F - distanza percorsa dai fotoni = 7 miliardi di anni luce;
z (redshift cosmologico dovuto a velocità recessione luogo della Terra) = 0,59;
Fattore di Espansione dello spazio = (8,54 – 5,04) : 5,04 = 0,69.
La velocità di espansione dello spazio, risulta in decelerazione.
4. CONSIDERAZIONI E CONCLUSIONI
Sulla strada verso la verità sul funzionamento dell’Universo, aperta dalla teoria che ho presentato nell’articolo dal titolo ”Ogni luogo dello spazio in espansione, è il Sistema di Riferimento Privilegiato per l’eventuale oggetto che vi stesse transitando”, con questo articolo ho esposto alcune ipotesi compatibili con detta teoria, che riassumo brevemente qui di seguito, su determinati fenomeni fisici.
4.1 Espansione dell’Universo
L’Universo è composto da un’infinità di piccolissime particelle di una uguale quantità di spazio (una sostanza che tende ad espandersi), che ho denominato come "quanti di spazio" e che tendono ad espandersi continuamente, causando l’espansione dell’Universo.
4.2 Gravità
La materia è formata
da insiemi dinamici di quanti di spazio compressi e consente una maggiore
espansione dei quanti vicini ad essa e poi via via di quelli più lontani.
Ogni oggetto materiale tende a muoversi verso i luoghi dove i quanti di spazio
sono più espansi, e cioè verso altri oggetti materiali.
4.3 Velocità della luce variabile
La velocità della
luce dipende dall’espansione dei quanti di spazio dei luoghi nei quali transita,
ma poiché anche gli orologi si muovono in funzione di detta espansione, se
misurate, sia la velocità che la frequenza della luce risultano sempre le
stesse.
Pertanto, nel passato, quando l’espansione dello spazio era minore, la velocità
della luce era maggiore.
4.4 Redshift cosmologico
Il redshift
cosmologico è dovuto alla velocità di recessione del luogo dell’oggetto celeste
che riceve il fotone, rispetto al luogo dell’oggetto celeste che l’ha emesso.
A sostegno di queste ipotesi ho presentato due tabelle che simulano il viaggio
dei fotoni di una galassia ad alto redshift e quello dei fotoni della CMBR e,
soprattutto, una formula che utilizza la luminosità apparente di un oggetto
celeste ad alto redshift, per ricavare l'espansione dello spazio avvenuta
durante il viaggio dei fotoni verso la Terra.
Il tutto fa risultare che la velocità di espansione dell’Universo sia in
decelerazione, e non in accelerazione come sostenuto attualmente dalla CS, in
base al suo modello di Universo.
4.5 Una breve considerazione sull'energia e materia, oscure.
Desidero far
osservare che per questo modello di Universo, l’energia e la materia oscura,
potrebbero non essere necessarie.
L’energia oscura non sarebbe necessaria perché l'espansione dell'Universo
potrebbe essere giustificata dall'espansione dei quanti di spazio (paragrafo
2.1).
La materia oscura potrebbe non essere necessaria, se non in misura inferiore,
perché determinati moti dei bracci esterni delle galassie a spirale, potrebbero
essere giustificati, almeno in parte, dalla combinazione tra l’espansione nativa
dei quanti di spazio, che fa allontanare gli oggetti celesti, e la loro maggior
espansione dovuta alla presenza di materia, che li fa avvicinare (paragrafo
2.2).
Comunque si tratta di temi da approfondire e sviluppare.
In conclusione credo di aver dimostrato che il modello di Universo qui presentato, è almeno più compatibile con le osservazioni, di quello sostenuto dalla CS.
RIFERIMENTI
1. Albert
Einstein – Relatività: Esposizione divulgativa – Capitolo 1, paragrafo 8 – “Sul
concetto di tempo nella fisica”. 1996; 58-61.
2. Max Born – La sintesi einsteiniana – Capitolo 7, paragrafo 11 –
“Previsione e verifiche sperimentali di fenomeni ottici”. 1973; 411-423.
3.
Wikipedia, edizione
italiana – Radiazione di fondo – Caratteristiche.
4. Amedeo Balbi – La musica del Big Bang – Capitolo 2, Paragrafo “Il
lungo addio”. 2007; 54-60.
5.
Matteo Billi - Vincoli
cosmologici da supernovae ad alto redshift – Sommario – pagina V.
6.
Annibale D'Ercole –
L’accelerazione dell’universo.
7.
Vincenzo Zappalà – C’è
distanza e distanza - pubblicato in “astronomia.com”.
8. A. Franceschini – Corso di cosmologia – Paragrafo 10.1.
Dino Bruniera
E-mail: dino.bruniera@gmail.com