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Vecchio 05-02-2008, 18.41.44   #21
Giorgiosan
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Riferimento: L'Universo Mantiene Sempre La stessa Temperatura: come ci riesce?

Citazione:
Originalmente inviato da Eretiko

Giorgiosan, lo zero assoluto non è un limite strumentale ma fisico: dato che la temperatura è una misura media (statistica) del contenuto energetico, a 0K dovrebbe esserci una condizione di minima energia cinetica delle particelle, fisicamente non realizzabile (nel nostro universo).

Una minima quantità di energia c'è sempre quindi, o meglio l'energia cinetica tende a zero senza mai raggiungerlo.
Lo OK non esiste quindi e non può esistere.
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Vecchio 05-02-2008, 21.06.52   #22
katerpillar
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Riferimento: L'Universo Mantiene Sempre La stessa Temperatura: come ci riesce?

espert37
Citazione:
1°) Immagino che tu intenda la temperatura media dell'universo,quindi, stabilito che il calore è un prodotto del movimento ed essendo a conoscenza che tutte le particelle atomiche che compongono la materia di questo universo sono costentemente in movimento occupando sempre gli stessi spazi,possiamo dedurne che la temperatura rimarrà sempre costante sino ad un calo drastico della materia,perchè i principi di calo materiale saranno rimpiazzati da una sempre maggior forza atomica (Maggior magnetismo) mantenente sempre la temperatura costante. Senza quindi dover scendere in legnaia a prendere nuova lagna per rifornire il caminetto. Ciao Katerpillar, anch'io ho detto la mia, sappimi dire se è una cavolata.
katerpillar

Quando ho detto a emmeci che sarei da lapidare: scherzavo, ma qui sembra che vogliate farlo sul serio. Tu mi accusi nei tuoi scritti con questo tenore:
Citazione:
Carissimo Katerpillar, Come al solito tu sei colui che propone problemi, le quali soluzioni innescano tanti di quei casini nelle teste di tutti, con il risultato di non riuscire mai ad arrivare ad una conclusione concreta e condivisa. comunque ti faccio i miei complimenti.Hai una bella fantasia.
katerpillar

Ma che fai? Prima mi critichi e poi mi fai i complimenti? Non ho compreso se debbo prenderli per due rimproveri,se tù ritieni che la fantasia sia qualcosa di superficiale. In ogni modo, tu hai dato una risposta ben precisa al problema che ho rivolto al forum, bisognerebbe girarla a qualche Astrofisico, possibilmente uno di quelli che ha rinunciato a continuare le ricerche, in tal senso. In ogni modo, in quanto a fantasia vedo che non te la fai mai mancare; ma mi sta bene così, perché ho sempre affermato che la fantasia sia la chiave di lettura della vita e dell'amore, per cui non mi dispiace affatto. Tu pensa: a proposito di fantasia o intuizione, dieci anni fà, mentre facevo delle ricerche, in generale, ebbi una folgorazione sui Mitocondri. Per la precisione il Mitocondrio è un precursore dei batteri che, qualche milione di anni orsono si instaurò in quelle che poi sono diventate le nostre cellule, producendo ossigeno e quindi energia per la cellula, in cambio la cellula lo ciba. In pratica si è attivata quella che in natura si chiama simbiosi, ma che io ho chiamato: solidarietà utilitaristica. Le ricerche teoriche che stavo facendo, mi portavano a pensare: poichè il Mitocondrio è l'unica parte non originale del nostro corpo, probabilmente è lui la parte più debole che innesca le nostre malattie, perché il nostro corpo, se puro, con la teoria che stavo sviluppando, non si dovrebbe ammalare, ma solo invecchiare.
Bene: questa sera sono venuto a sapere che almeno cinquanta delle nostre malattie sono dovute al cattivo funzionamento dei Mitocondri (e chissà quante altre ancora da scoprire). Ma io me ne sono guardato bene dal divulgarlo all'epoca. Primo per serietà, visto che non sono un medico ricercatore, e per non invadere il campo scientifico. In pratica, se la scienza riuscirà a sostituire i mitocondri con qualche altra diavoleria (e ci si arriverà), l'uomo potrebbe vivere senza malattie e, quindi, molto piu a lungo. Ma tu pensi che questi ci penseranno, se non glie lo diciamo noi, di sostituire i Mitocondri con qualcosa d'altro? Come surrogato, negli ospedali, passano all'ossigeno; ma tu credi che se lo domandano che l'ossigeno fa bene, perché i Mitocondri non funzionano più e l'ossigeno e quindi le cellule ne sono carenti?

A parte tutto: ricordiamoci che i dettagli sono stati scoperti dai ricercatori che lavorano in Team, tutto il resto è stato scoperto solo da uomini che di scuole ne avevano fatte poche: guarda la storia e poi ne riparliamo.

Saluti.
Giancarlo.
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Vecchio 06-02-2008, 00.16.48   #23
nexus6
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Riferimento: L'Universo Mantiene Sempre La stessa Temperatura: come ci riesce?

Nefonos, con me la pizza non attacca , scegli un altro forumista per il tuo gioco, proprio non sono in vena...; capisci ciò che sto dicendo, spero...

La termodinamica, insieme all'astronomia, è la più antica branca della scienza che l'uomo ha creato... non riduciamola ad un chiacchiericcio da bar; quella è politica, questa è un'altra cosa.

Per spiegare ciò che stiamo dicendo basta un libro di termodinamica delle superiori e qualche altra dritta; parlare di annullamenti materiali (il tuo primo post a me onestamente pare chiaro, ma se ho frainteso mi scuso), tirare fuori il sito del nist per intimorire (chi?) e bandire le domande come “illogiche” non fa che allontanare la gente, tutto qui o come dice espert37, creare casini nelle teste di tutti. La domanda sul come mai non si possa scendere al di sotto dello zero assoluto, a mio parere, non è affatto illogica, tant’è che costituisce uno dei principi della fisica e d’altronde se anche la considerassi tale, non la liquiderei tirando fuori altri inutili nuovi concetti che andrebbero spiegati, se non si vuol far passare l’idea che “io so, tu no, questa è la verità assoluta”; quando scenderai dalla bella nuvoletta in cui la scienza spiega proprio, ma proprio tutto e fornisce le verità assolute facci un fischio, siamo tutti qui.

Tanto per curiosità, ma già ti saprei dire la tua eventuale risposta: come definisci tu la “temperatura dell’universo” ed in cosa, di grazia, differisce da quella della radiazione cosmica di fondo (dell’universo)? E non mi rispondere che io misuro 36°C ed invece la superficie del Sole è a 6000°C... ti prego. Beh... tutto qui ciò che di tanto fantasmagorico avevo detto? Di grazia, dove sta?

Vedi, una domanda come quella di Giorgiosan, così come fu, ormai, quella del buon katerpillar, che certo non volevo offendere (semmai leggesse ciò che ho scritto), vale la pena d’essere discussa, poiché “illogica” non è affatto, almeno secondo me. Vanno ad incuneare la loro punta, ed i richiedenti se ne accorgono , làddove i formulari tentano, sì, d’alitare il loro fiato in uno spazio alieno, ma pare non vi riescano ed iniziano a bofonchiare in preda alle convulsioni. Le domande poste sono “squisitamente” filosofiche (giusto? Ditemi che non c’ho visto male sennò mi sgonfiate tutto il proemio ) e tirare fuori la legge dei gas ideali o il sito del nist fa un po’ ridere, ma a me ti dirò vien da piangere per il modo in cui viene trattata e divulgata a volte una materia così bella.

Chiede Giorgiosan se si tratti d’impossibilità strumentale... beh, come ha detto Eretiko, pare invece che tale impossibilità sia di principio, sia fisica, inerente alle caratteristiche stesse della materia, come altre “impossibilità” che riguardano altri campi della fisica. La temperatura, quella d’uso comune, è vero è legata all’agitazione dei componenti microscopici che formano la materia: non vi sono solo moti, vibrazioni d’atomi e molecole, ma anche “rotazioni” di queste e dei nuclei che li compongono, moti elettronici e altri comportamenti quantistici... tanti sono i “gradi di libertà” ovvero praticamente i possibili movimenti che un sistema complesso come una molecola può compiere contemporaneamente a quelli dei suoi componenti (atomi ed a loro volta, nuclei, ecc...); se si fornisce calore ad un gas, per esempio, questa energia, a seconda del suo valore e dello stato del gas, andrà ad aumentare l’entità delle “agitazioni”, vibrazioni, rotazioni, ecc... dei componenti che lo compongono; il gas dunque reagisce in questo modo se gli viene fornito calore e la sua temperatura, appunto “indice” medio macroscopico, aumenta, così come aumenta la sua entropia, ovvero essenzialmente il numero di possibili modi che i componenti di quel gas hanno di disporsi, detto crudamente “disordine”; quando si raggiungerà l’equilibrio termico per quel gas, l’entropia di esso raggiungerà il suo valore massimo (in generale, equilibrio termodinamico = massima entropia = massimo disordine).

Questo è il motivo per cui nei processi reali l’entropia tende sempre ad aumentare: parte dell’energia coinvolta si converte comunque in calore nel complesso ed il calore è la forma di energia che tende maggiormente al disordine poiché non è più sfruttabile per fare del “lavoro” utile; in effetti si dice che è energia “degradata”.

La natura tende invariabilmente nel complesso all’equilibrio (e dico nel “complesso”, perché se prendiamo la vita come processo, solo lei, senza l’ambiente, l’entropia sicuramente in tal processo diminuisce poiché la vita è un sistema altamente organizzato ed ordinato), dicevo la natura tende all’equilibrio ed essendo favoriti i processi più probabili (tautologia), l’energia totale dell’universo a poco a poco (a poco) si converte in calore che sempre energia è, ma non più “utile” a formare strutture, differenze, non più utile all’organizzazione della materia in corpi celesti, stelle, galassie e... vita; l’energia, dunque, non è che scompare, né si spegne, né tantomeno si “annulla” (si conserva in totale!), ma tende a diventare tutta una forma indistinta, tende ad essere “calore” ovvero l’entropia totale tende ad aumentare verso il suo massimo ovvero l’universo tende a raggiunge il suo equilibrio termodinamico.

Nell’ipotesi in cui l’universo si espanda indefinitamente, la sua energia, essendo distribuita su distanze siderali e sempre maggiori, potrà portare all’approssimarsi lentissimo della temperatura globale allo zero assoluto, tendendo così ad una situazione in cui tutta la materia rimasta è indistintamente “fredda”; ma vorrei dire che non è necessario per l’ipotesi della “morte termica” qui discussa che la temperatura “asintotica” dovrà essere lo zero assoluto... boh... questo dipenderà anche, ammesso che l’espansione sia infinita, da come questa procederà, credo. Una morte termica o entropica si può avere anche con un universo a 1 K, se globalmente tale è la temperatura in ogni parte di esso, comunque vi sarebbe assenza di “differenze”, di strutture e dunque equilibrio!

... continua...
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Vecchio 06-02-2008, 00.25.17   #24
nexus6
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Vorrei di nuovo ribadire (sperando di non risultare logorroico), visto che è stato chiesto da Giorgiosan, che l’energia non è che tenda ad annullarsi... e per un "qualcosa" (di fisico) non può essere nulla, sennò... beh... senza energia addio fisica ed addio scienza...; anche nell’ipotetico caso che all’infinito un certo sistema isolato riuscisse a raggiungere lo zero assoluto (con un tempo infinito, eh!), comunque avrebbe una minima energia, che viene proprio chiamata l’energia di punto-zero (dunque, per favore, lasciamo da parte gli annullamenti della materia); tale energia minima è un “prodotto” tipicamente quantistico e lo si può far vedere in tanti modi, per esempio parlando del principio di indeterminazione e dicendo che tutto è comunque sottoposto a minime oscillazioni quantistiche, per quanto il sistema possa essere impacchettato o raffreddato. All’energia di punto zero o meglio tendendo un sistema a quest’energia, ovvero allo zero assoluto, come per esempio è avvenuto per l’esperimento dove è stato raggiunto 0,5 nK (= 0,0000000005 K), avviene che i “gradi di libertà”, ovvero tutti i possibili modi in cui le componenti (atomi, elettroni, nuclei...) di un sistema possono disporsi (che sia vibrando, ruotando o altro), si dicono quasi “congelati” cioè quelle componenti tendono a disporsi nel loro stato fondamentale o di minima energia.

Le previsioni della meccanica quantistica, che permettono di prevedere in teoria ed in modo numerico queste minime “energie” per i sistemi in studio, vengono costantemente e straordinariamente confermate dagli esperimenti più vari; il grado di accordo tra la teoria e l’esperimento è talvolta talmente straordinario che si è capaci di prevedere con esattezza molteplici cifre decimali in certe quantità sperimentali: ebbene ognuna di queste cifre decimali trova riscontro nella teoria.

Una delle formulazioni del terzo principio della termodinamica dice proprio, in conclusione: nessuna trasformazione, nessun processo che avvenga in tempi finiti può raggiungere lo stato con temperatura assoluta nulla ovvero lo zero assoluto.

Altrimenti detto, lo zero assoluto è irraggiungibile in tempi finiti. Queste deduzioni della termodinamica non dipendono dagli strumenti di misura, sono svincolate da essi e perciò generali; ciò che voglio dire è che essendo indipendenti dagli strumenti di misura, pur ideando nuovi tipi di termometro (e sono proprio “particolari” quelli in grado di apprezzare un milionesimo di grado Kelvin) queste deduzioni non mutano, anche se certo gli strumenti sono sempre fatti di “materia”, generalmente dotata di massa ed energia e qui se vuoi un ragionamento circolare vi potrebbe essere... e pure importante... ; i principi possono certo mutare solo nel caso che venga fuori qualcosa di nuovo, qualche evento inatteso o inspiegabile, rivoluzionario... ... poiché ogni principio (che sembra essere un diktat o dogma), come anche quello per esempio riguardante la velocità della luce insuperabile, trova invece continuamente riscontro nella realtà degli esperimenti e tale conferma è cercata! Proprio per la natura stessa della scienza...

Beh... se siete arrivati sino a qui vi ringrazio e vorrei dire a katerpillar che non era mia intenzione offendere nessuno, solo ho cercato di spiegarti, dal mio punto di vista naturalmente, perché continui ad affermare che qualche ipotetico astrofisico abbia fermato, per impossibilità a procedere (forse ideologica?), qualche ipotetica ricerca.

Interessante ciò che dici a proposito dei mitocondri, di cui anch’io mi ero appassionato in passato: il fatto che possano svilupparsi particolari malattie a causa dei mitocondri non potrebbe semplicemente derivare dal fatto che svolgono molti ruoli fondamentali all’interno del nostro organismo (la produzione di energia in primis!)? Inoltre il fatto che il DNA mitocondriale lo ereditiamo solo dalla madre potrebbe causare statisticamente maggior accumulo di mutazioni e miglior possibilità che queste si esprimano a livello di malattie: se una madre ha una malattia che riguarda i mitocondri anche i figli l’avranno e questi durante la loro vita potranno accumulare altre mutazioni che eventuali figlie trasmetteranno alle future generazioni: in effetti la storia di alcune popolazioni e malattie viene proprio studiato attraverso il genoma dei mitocondri, visto che è firmato solo al “femminile”. Se ci fosse anche nostro padre di mezzo, come è noto ciò potrebbe consentire statisticamente di non esprimere malattie pur avendo ereditato mutazioni potenzialmente dannose da uno dei due genitori. E poi, nella tua ipotesi di individuo senza malattie, in che considerazione poni l’ambiente?

Inoltre, e qui mi fermo, se senti intimamente d’aver intuito un qualcosa di fondamentale e straordinario, come pensi tu, perché non divulgarlo, perché “non ci pensi nemmeno”, perché non parlarne con medici, ricercatori e contattarli per sapere che ne pensano? Mah...



P.s. mi autocorreggo, perché nella fretta anch’io in precedenza ho detto una cavolata, in risposta ad Eretiko: l’entropia di un sistema, la cui temperatura è tendente allo zero assoluto (0 K = -273,15°C), non tende necessariamente ad annullarsi, ma comunque va verso un valore finito che dipende da come “è fatto” il sistema, cioè da come è fatto lo stato “fondamentale” (di minima energia) di quel sistema.
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Vecchio 06-02-2008, 08.06.55   #25
katerpillar
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Riferimento: L'Universo Mantiene Sempre La stessa Temperatura: come ci riesce?

nexus6
Citazione:
Beh... se siete arrivati sino a qui vi ringrazio e vorrei dire a katerpillar che non era mia intenzione offendere nessuno, solo ho cercato di spiegarti, dal mio punto di vista naturalmente, perché continui ad affermare che qualche ipotetico astrofisico abbia fermato, per impossibilità a procedere (forse ideologica?), qualche ipotetica ricerca.

katerpillar/Bianca Melchiorri
Citazione:
La problematica che emerge dal quadro appena tracciato, appare complessa e di non facile interpretazione, anche se a dispetto di queste difficoltà, su un punto c’è una convergenza d’opinioni: la Cosmologia moderna è riuscita ad identificare, gli obiettivi da affrontare.

L’intero Universo è caratterizzato da due soli numeri. Il primo è il rapporto tra radiazione e materia, in altre parole, tra Fotoni e Barioni, pari a circa un Miliardo. Il secondo numero riguarda l’ampiezza delle perturbazioni primordiali necessaria per produrre oggi le Galassie e le altre strutture, esso è stimato dell’ordine di una parte su diecimila.

Qualsiasi teoria cosmologica, per quanto complessa, deve in ultima analisi rendere conto di questi valori. E’ stato Martin Rees, il primo Astrofisico ad accorgersi che i due numeri non sono per nulla casuali, perchè basta variare di poco anche uno solo di loro per cambiare in modo radicale l’evoluzione e il destino dell’universo.

Immaginiamo, per esempio, di avere un rapporto Fotoni-Materia più piccolo, di un milione, o dell’ordine di centomila. Durante le fasi iniziali dell’universo, i Fotoni tengono separati fra loro i nuclei urtandoli di continuo.
Non appena diminuiamo il rapporto Fotoni-Materia, i Nuclei ricevono meno urti e possono combinarsi tra loro con maggiore facilità. Rapidamente si formano elementi pesanti a scapito di quelli più leggeri.

Il risultato è che oggi avremmo un universo costituito essenzialmente da ferro: in lui non ci sarebbe posto per le stelle e le altre strutture luminose che bruciano Idrogeno. Giganteschi blocchi di ferro alla deriva nello spazio cosmico: ecco il risultato di una sia pur lieve diminuzione dei valori accennati.

Proviamo ora ad aumentare il valore oltre il miliardo. Per le stesse ragioni di prima adesso avremo solo Idrogeno e niente elementi più pesanti.
Questo in se stesso non è un gran danno, i guai cominciano quando ci ricordiamo che i fotoni hanno un altro compito nella storia evolutiva dell’universo: essi impediscono alle perturbazioni della materia di crescere, disperdendole continuamente.

Questo processo cessa dopo circa un milione d’anni dall’inizio, nel caso si abbia un rapporto di un miliardo di fotoni e materia: esso si prolunga invece nel tempo a mano a mano che il rapporto cresce. E’ così possibile arrivare fino ai nostri giorni senza avere alcuno sviluppo delle perturbazioni. Una distesa uniforme di puro idrogeno: ecco il risultato di un lieve aumento del valore accennato.

I disastri non sono minori se lo variamo, poiché una lieve diminuzione ha come immediato risultato che l’ampiezza delle perturbazioni è insufficiente per produrre strutture. Un lieve aumento porta ad un collasso gravitazionale troppo rapido: si formano buchi neri invece di stelle e galassie.

Quel che emerge dalla nostra analisi è che le stelle e le galassie sono molto delicate: come un difficile e raffinato manicaretto, esse richiedono un impasto appropriato e precisi tempi e temperature di cottura. Basta cambiare di poco la ricetta e il nostro dolce si brucia, si aggruma, si sfalda.

Questo fatto si presta a varie interpretazioni.
Alcuni cosmologi, hanno notato che la richiesta minima da fare per ottenere un universo che possa ospitare esseri viventi, è quella di poter almeno costruire stelle e galassie.

E’ impensabile che la vita possa albergare in un cosmo non riscaldato da alcuna luce o popolato da mostruosi buchi neri. Combinando queste considerazioni con quelle precedenti, ci accorgiamo che solo un’oculata scelta dei valori citati, consente all’universo di ospitare la vita. Non è straordinario che tra tutte le combinazioni possibili sia capitata proprio l’unica favorevole?

E’ come se qualcuno o qualcosa avesse deciso di fare l’universo a misura d’uomo. La tentazione di un’interpretazione soprannaturale è forte; ma esistono possibilità di spiegazioni naturali? Il primo tentativo è stato fatto dallo stesso Martin Rees, e da una schiera di cosmologi americani: esso è a metà tra la religione e la scienza e prende il nome di Principio Atropico.

L’idea di base è semplice: se l’universo fosse fatto diversamente da com’è, non ci sarebbe posto per la vita e quindi non ci sarebbero uomini capaci di studiarlo. Un universo osservabile (che ammetta, in pratica, la presenza di un osservatore) non può che essere fatto: a misura d’uomo.

Insomma, l’universo è fatto così perché solo in tal modo gli uomini possono esistere e osservarlo. Un fisico francese particolarmente caustico, Hubert Reeves ha osservato che non è giusto parlare di principio Atropico.

Dato che l’attuale struttura dell’universo consente l’esistenza anche della foca e del tricheco, perché non affermare che il cosmo è stato fatto a misura di tricheco? La situazione si è andata modificando in modo radicale con i primi lavori sulla teoria grand’unificata.

Abbiamo visto che nell’ambito di queste teorie il primo valore perde il suo carattere magico: esso deriva in modo naturale dall’annichilimento tra materia e antimateria. Non possono esistere universi con valori minori o maggiori, a meno di non partire da un’iniziale asimmetria tra materia e antimateria, la quale violerebbe le leggi delle particelle elementari.

Resi baldanzosi da quest’insperato successo, i cosmologi hanno cercato di dare una spiegazione naturale anche a l'altro valore. Per ora i risultati non sono stati soddisfacenti. Le teorie cosmologiche prevedono delle fluttuazioni di densità, ma l’ampiezza resta ancora arbitraria.

La via sembra però tracciata e il successo è per molti solo una questione di tempo. Immaginiamo che in un prossimo futuro anche il secondo valore venga ad essere rigorosamente definito.

Avremo allora che la fisica delle particelle elementari determina in modo univoco il destino dell’universo. Per quanto abbiamo detto, stelle e galassie diverranno dei parametri delle teorie sub nucleari: ma, fatto curioso ed inaspettato, anche la vita sarà una conseguenza inevitabile di tali teorie.

E’ come se il nostro destino facesse parte di un codice genetico cosmico, che si snoda misterioso nell’arco di un’infinitesima frazione di secondo durante l’Era di Plank.

La notizia era nella stessa rivista scientifica da cui ho tratto questa assunto, di Bianca Melchiorri & C, Astrofisica presso la Sapienza di Roma, ma che non riesco a trovare. In ogni caso se tu hai notizie più recenti fammelo sapere. In quanto a ritenermi offeso.... Mai pensato, anche se non comprendo il perché dei casini che mi attribuite.

Saluti.
Giancarlo.
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Vecchio 06-02-2008, 10.54.00   #26
katerpillar
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nexus6 A proposito dei Mitocondri.
Citazione:
E poi, nella tua ipotesi di individuo senza malattie, in che considerazione poni l’ambiente?
katerpillar

Giusta osservazione. Però è sottinteso che un fisico integro, non contaminato dall'interno, può resistere meglio e più a lungo alle condizioni indotte dall'ambiente. Altrimenti facciamo come quelle due donne che conversavano sulla propria linea; ad un certo punto una delle due se ne uscita affermando: "Cara mia, le cose buone: o ti fanno ingrassare o ti fanno rimanere in cinta". Avremo cura di adottare una via di mezzo.

Saluti.
Giancarlo.
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Vecchio 06-02-2008, 10.57.50   #27
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Exclamation

Siamo OT
tema della discussione: "L'Universo Mantiene Sempre La stessa Temperatura: come ci riesce?"
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Vecchio 06-02-2008, 11.33.33   #28
Eretiko
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Sulla questione del legame tra entropia e temperatura pongo la seguente riflessione: se accettiamo l'ipotesi del bing-bang, all'inizio dello spazio-tempo dobbiamo ipotizzare un universo molto denso, molto piccolo e molto caldo, ed anche molto omogeneo. E dato che l'entropia è andata crescendo possiamo supporre che all'inizio essa era minima: quindi all'inizio l'universo è anche molto "ordinato". L'evoluzione dell'universo scorre verso l'aumento dell'entropia e contemporaneamente la temperatura media scende. Non sembrerebbe che la condizione di "morte termica" porti dunque ad un universo che, al limite, dovrebbe raggiungere mediamente una temperatura prossima allo zero ?
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Vecchio 06-02-2008, 13.40.25   #29
Il_Dubbio
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Citazione:
Originalmente inviato da Eretiko
Sulla questione del legame tra entropia e temperatura pongo la seguente riflessione: se accettiamo l'ipotesi del bing-bang, all'inizio dello spazio-tempo dobbiamo ipotizzare un universo molto denso, molto piccolo e molto caldo, ed anche molto omogeneo. E dato che l'entropia è andata crescendo possiamo supporre che all'inizio essa era minima: quindi all'inizio l'universo è anche molto "ordinato". L'evoluzione dell'universo scorre verso l'aumento dell'entropia e contemporaneamente la temperatura media scende. Non sembrerebbe che la condizione di "morte termica" porti dunque ad un universo che, al limite, dovrebbe raggiungere mediamente una temperatura prossima allo zero ?

Sarò un po tonto ma io non comprendo:

Supponiamo che l'inizio tutto fosse ordinato.
Per ordinato si può intendere che esisteva qualcosa (all'inizio del tempo) che aveva un ordine stabilito da precise manopole.
Per esempio (mannaggia agli esempi che fanno spesso piu male che bene):Il libro dei Promessi Sposi è ordinato all'inizio secondo il numero delle pagine, dei capitolo, delle frasi delle parole, delle sillabe, sino ad arrivare ai costituenti che determinano il libro nel suo insieme, quindi un romanzo con un senso, un inizio ed una fine. Ora questo libro ad un certo punto implode e si sparpaglia, creando spazio intorno a se, perdendo così il suo ordine iniziale. L'entropia cresce sempre di piu fino a che qualcuno decreterà la fine. Ora però se ammettiamo che all'inizio ho un'implosione dovuto ad una fattore che lo ha generato, devo pensare che questo fattore, che chiamerò X ,farà in modo che il libro si sparpagli sempre di più fino a che il fattore X non avrà più modo di incidere sullo sparpagliamento. Quando questo avverrà, il movimento delle pagine sparpagliate fino ad un tempo T, prodotto dal fattore X, si arresterà decretando la "fine" dello sparpagliamento, e quindi del raggiungimento di un "equilibrio" termico, che sarà zero come somma delle due parti (fattore X piu fattore pagine), ma non sarà zero come numero di pagine, che rimarranno sempre le stesse. In altre parole questo equilibrio c'è sempre,solo che ora prevale il fattore X. Quando questo non prevarrà più, le due forze contrapposte si equivarranno e si arriverà ad una staticità delle pagine. L'universo non si espanderà piu; potremmo calcolare quando ciò avverrà se conoscessimo precisamente i due fattori.
Ma questo non produce una morte termica ma solo un "equilibrio termico" in cui non ci saranno forze ad incidere sulle altre. Questo potrebbe essere calcolato se si conoscessero questi due parametri.

O sbaglio?
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Vecchio 06-02-2008, 15.51.47   #30
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katerpillar

Universo ciclico
di Alessio Mannucci - 17/05/2006

Fonte: ecplanet [scheda fonte] <scheda_fonte.php?id=29>
Citazione:
La teoria dell'universo ciclico, secondo cui la vita dell'universo si
ripete in un ciclo infinito di morti e rinascite, potrebbe spiegare una
delle questioni cosmologiche più controverse e dibattute: la misteriosa
forma di energia repulsiva conosciuta come ?costante cosmologica? e il
tasso di espansione dell'universo. In un recente studio apparso
dettagliatamente sul numero di Science di maggio, Paul Steinhardt della
Princeton University e Neil Turok della Cambridge University propongono
che il valore della costante sia stato in passato molto maggiore, ma che
sia poi decaduto ad ogni nuova ?reincarnazione? dell'universo.

La costante cosmologica, conosciuta anche come ?lambda?, viene pensata
come una forma di energia repellente che causa l'accelerazione
dell'espansione dell'universo. Einstein inizialmente la propose come una
contro-forza all'attrazione gravitazionale della materia per spiegare
perché l'universo appariva statico. Successivamente, quando le
osservazioni di Edwin Hubble rivelarono che l'universo stava in effetti
espandendosi, si rese conto di essersi sbagliato. Lambda è tornata
d'attualità nei tardi anni Novanta, quando ci si è resi conto che non
solo l'universo và espandendosi, ma che questo processo è in accelerazione.

Gli scienziati, ancora oggi, non sono affatto sicuri cosa sia lambda.
Secondo alcuni, è l'energia dello spazio stesso. Secondo la fisica
quantistica, l'apparente spazio vuoto contiene particelle fantasma che
continuamente appaiono e scompaiono come la schiuma nel mare. Queste
particelle sono sfuggenti, ma le loro energie si combinano dando ad ogni
centimetro cubico di spazio un certo ammontare di energia. Secondo la
relatività generale, questa energia ?oscura? del vuoto produce una forza
anti-gravitazionale che spinge lo spazio - e la materia in esso
contenuta - a parte.

Il problema è che la lambda rilevata dagli scienziati è più piccola di
un ?googol?, ovvero un 1 seguito da 100 zeri (a questa misura si è
ispirato il noto motore di ricerca, ndr) rispetto alle predizioni
teoriche. Per spiegare questa enorme discrepanza, si è cominciati a
ricorrere alle teorie più varie. Tra le soluzioni più in voga, c'è
quella della ?selezione antropica?, basata sul cosiddetto ?principio
antropico?, secondo cui le caratteristiche dell'universo vengono
selezionate dall'azione degli osservatori, ovvero gli umani. Secondo
questa teoria, solo in un universo dove il valore della lambda è
sufficientemente piccolo possono esistere esseri intelligenti che si
chiedono: ?perché è così piccolo ??.

Sempre seguendo l'ipotesi della selezione antropica, si arriva a
contemplare la possibile esistenza di universi paralleli che coesistono
insieme, ognuno dei quali con differenti costanti cosmologiche, ma solo
quella del nostro universo è in grado di sostenere la vita. Una idea
simile è che esiste un solo, infinito, universo, ma che il valore della
lambda vari da regione a regione. Noi viviamo in una rara bolla dove il
valore della costante è l'unico possibile per permettere a galassie,
stelle - e a noi - di formarsi.

La teoria della selezione antropica è ben vista dai creazionisti, poiché
suggerisce che l'universo sia in qualche modo ?sintonizzato?
specificatamente per supportare la vita intelligente. ?L'idea antropica
suggerisce, per spiegare l'universo che vediamo,che esistano altri
universi che no possiamo vedere?, ha detto Steinhardt a SPACE.com, ?e,
di conseguenza, sostiene che il nostro sia un universo atipico. Il chè è
ancora tutto da dimostrare?.

Il valore di lambda è uno dei più grandi misteri della fisica. L'idea
dell'universo ciclico è stata proposta per la prima volta nel 2002
proprio da Steinhardt e Turok in alternativa alla selezione antropica.
Gli scienziati, finora, hanno sperimentato diversi valori di lambda nel
contesto del modello standard del Big Bnag, ma nessuno ha funzionato
perché il tempo richiesto per raggiungere l'attuale valore và al di là
dell'età conosciuta dell'universo.

Per questo Steinhardt e Turok ritengono che il problema possa essere
risolto solo nel contesto di un universo ciclico, dove la nuova materia
e energia sono create ogni, circa, trilione di anni, quando due ?brane?
(o stringhe) collidono lungo una extra-dimensione dello spazio. Se i
cicli fossero davvero infiniti, l'universo sarebbe molto più vecchio di
14,7 miliardi di anni, come attualmente stimano gli scienziati.
Steinhardt e Turok pensano che il valore di lambda sia decresciuto ad un
tasso che è andato rallentandosi nel tempo. E che, per questo, le
misurazioni di lambda riportano valori così piccoli.

Inoltre, siccome un più alto valore di lambda avrebbe impedito
all'universo che conosciamo di formarsi, i primi cicli dell'universo non
avrebbero visto la formazione di galassie, stelle e vita; solo nei cicli
più tardi, quando lambda ha raggiunto valori più contenuti, la materia
si sarebbe fusa e mescolata per creare quel mondo in cui oggi abitiamo.
Secondo Steinhardt e Turok, ogni ciclo è durato almeno un trilione di anni.

Dopo che l'universo si svuota, una debole forza attrattiva porta le due
brane del nostro universo ad una collisione cosmica: ogni collisione
corrisponderebbe ad un nuovo Big Bang che infonde l'universo di nuova
materia ed energia. In questo scenario, il nostro tempo non è che un
intervallo tra una conflagrazione di due brane e l'altra.

Secondo i due scienziati, dunque, il campo descritto dalla costante
cosmologica non mantiene le caratteristiche inalterate nel tempo, ma
cambia, e, verso la fine dell'espansione, inizia ad accumulare energia
fino a diventare instabile e ad esplodere producendo materia e
radiazioni, e dando così inizio a un nuovo ciclo. Questo fornirebbe una
spiegazione all'accelerazione dell'espansione dell'universo osservata
attraverso le supernovae e anche all'annosa questione su che cosa c'era
?prima? del Big Bang. Adesso, ci troviamo nella fase dell'accelerazione
cosmica, durante la quale l'universo dovrebbe eliminare tutta l'entropia
e i buchi neri accumulati nell'ultimo Big Bang.

Fonte: Space / 8 maggio 2006

katerpillar

Dove si deduce che l'universo ciclico è una teoria più recente di quanto abbia affermato io, e me ne scuso.
katerpillar is offline  

 



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