@Leonov said:

Ex nihilo nihil fit: niente nasce dal Niente ? anche perché se la frase citata è vera nell'istante della creazione insieme al Niente c'era già Dio, che era qualcosa, cioè non era Niente; quindi Dio al massimo è quello che trae il Tutto dal sé onnicomprensivo, parcellizzandolo nella realtà fenomenica. Ma qui stiamo facendo filosofia.

Ciao Leonov,

Ti ringrazio per l'ottimo spiegazione, una domanda ancora però...

Se non ho capito male, la scienza vuole spiegare il "come", mentre la filosofia cerca di spiegare il "perché" di vari fenomeni.

La mia domanda era, in termini generali:

In Filosofia si potrebbe chiedere: "Perché c'è qualcosa?"

In Scienza: "Come si è arrivati a quel qualcosa?"

Per questo qualcosa non intendo un singolo evento/atomo ma l'insieme di tutto l'universo. A quel punto inizierebbe il processo di riduzione che "riavvolgerebbe" lo scorrere degli eventi fino ad arrivare al famoso punto iniziale.

Cercherò di essere più chiaro.

1. "Riavvolgiamo" l'universo.

C'è ancora qualcosa? Ripeti il punto 1.
Non c'è più "niente"? Vai al punto 2.

Se non c'è niente, come si può essere creato il "tutto" dal "niente"?

Se, al contrario, continuiamo a poter riavvolgere i vari universi verrebbe da chiedersi... "Come si può provare che questo riavvolgimento sia effettivamente eterno (o non)?"

Mi sembra una domanda che possa essere affrontata da entrambi i punti di vista...

EDIT: Il "Perché c'è qualcosa?" filosofico non intende voler dare uno scopo al fatto che ci sia qualcosa, ma solo un senso.

Max, grazie a te per questa stimolante discussione; è sempre un piacere poter chiacchierare in amicizia di temi così interessanti.

Proseguiamo:

@max0005 said:

Il "Perché c'è qualcosa?" filosofico non intende voler dare uno scopo al fatto che ci sia qualcosa, ma solo un senso.

Ottima osservazione, che separa l'Ontologia (parte della Filosofia che si interroga sul senso dell'essere) dalla Teleologia (che si occupa dell'eventuale scopo dell'essere, pericolosamente vicina alla Religione).

@max0005 said:

...una domanda ancora però...

In Scienza: "Come si è arrivati a quel qualcosa?"

Per questo qualcosa non intendo un singolo evento/atomo ma l'insieme di tutto l'universo. A quel punto inizierebbe il processo di riduzione che "riavvolgerebbe" lo scorrere degli eventi fino ad arrivare al famoso punto iniziale.

Cercherò di essere più chiaro.

1. "Riavvolgiamo" l'universo.

C'è ancora qualcosa? Ripeti il punto 1.
Non c'è più "niente"? Vai al punto 2.

Se non c'è niente, come si può essere creato il "tutto" dal "niente"?

Eh, bellissimo interrogativo.

Le risposte oggi disponibili coincidono con le più avanzate teorie della Fisica ? roba veramente difficile, da mal di testa perenne ? ma per capirci qualcosa di appena più "umano" si può dire.

1. I modelli teorici oggi in voga non hanno mai alla base del "riavvolgimento" il "niente" (nel senso di completa e assoluta assenza di qualsivoglia forma di materia e/o energia), ma forme diverse di "grado zero" del cosmo, che a volte è rappresentato come un puntolino in cui c'era già tutto e che si è solo espanso come un vulcano che erutta la lava che aveva già compressa dentro la sua caldera interna, altre volte come una specie di "membrana" tesa che ha iniziato a vibrare dando luogo, con le sue diverse oscillazioni, alla materia e all'energia, altre volte come lo "scontro" di due corde microscopiche ma cariche di "potenziale".
2. Altri modelli teorici più esotici che sono in gara con quelli di prima per spiegare come funziona il mondo non prevedono un inizio e una fine ? quindi il "riavvolgimento" va indietro e in avanti all'infinito ? e dicono solo che l'universo fisico c'è sempre stato (non come lo conosciamo oggi, ma fatto in modo tale che la somma di tutti i contributi che nel tempo si trasformano si sia mantenuta costante, come un contenitore chiuso in cui dell'acqua diventa continuamente ghiaccio e poi vapore e poi di nuovo liquido, ma non può uscire dall'involucro).
3. Altri modelli ancora dicono che il nostro Universo è solo una parte di un Multiverso in evoluzione (anche in questo caso qualcosa resta costante in eterno, ma i dettagli ? cioè i singoli universi ? possono nascere e morire). Quindi per essere coerenti col tuo caso si dovrebbe riavvolgere non l'universo, ma tutto il multiverso che non conosciamo.
4. Ci sono poi altri modelli che vedono l'universo come su un anello temporale chiuso, nel senso che ciclicamente tutto si ripete uguale (o almeno simile) e di nuovo in quel caso il riavvolgimento va all'infinito, ma ripropone più o meno sempre la stessa scena.

Ora, in questo marasma, è lecito chiedersi: chi ha ragione?

La risposta è: un po' tutti.

Il fatto è questo: tutte le teorie che ti ho enunciato riescono a spiegare abbastanza bene le cose che conosciamo (strutture stellari, radiazione cosmica di fondo, effetti gravitazionali) e ne ipotizzano altre che non conosciamo ancora e che un giorno speriamo di poter osservare (come una stringa di Dirac astrofisica o il "tilt" dei coni-luce di Gödel, per dire).

Quando ad esempio osserveremo il certo effetto Y, previsto dalla teoria A e non dalla teoria B, allora potremo escludere la teoria B e lasciare in piedi solo la A (e magari la C, la D e la E che prevedevano anche loro l'effetto Y) e così via in una successiva "selezione naturale" delle teorie che, procedendo di pari passo con il progresso della nostra conoscenza, ci potrà insegnare di più su come funziona il mondo.

È la verifica degli effetti caratteristici che potrebbe dirci ad esempio se il tuo riavvolgimento potrebbe andare avanti e indietro per sempre senza incontrare "discontinuità".

Se però ci sono delle frontiere che non potremo superare con i nostri mezzi osservativi ? ad esempio, se non potremo mai varcare i confini dl nostro Universo per capire se ci sia un multiverso, o se l'osservazione di alcuni fenomeni richiederebbe tempi superiori a quelli di permanenza della razza umana nel Cosmo ? allora resterà per sempre il dubbio se esista il multiverso o meno, se il mondo sia eterno o finito temporalmente.

L'incertezza perpetua su ciò che non possiamo (ancora) verificare sperimentalmente è il prezzo che paghiamo per aderire alla Scienza con tutti i suoi dubbi e non alla Religione con tutte le sue certezze.

[Non sono certo di aver risposto alla tua domanda nel modo che ti aspettavi.]

Ciao Leonov,

Ancora una volta grazie per la spiegazione! C'è ancora una domanda che mi è venuta in mente leggendo il tuo post... (Lo so, sono un disastro! )

Come possiamo provare che l'universo è/non è infinito in termini temporali?

Generalmente per provare la lunghezza (sempre in termini temporali) di qualcosa lo si misura dal punto di partenza fino al punto in cui termina ma... l'eternità non dovrebbe avere fine!

In questo caso ci troveremmo difronte a due possibilità:

1. L'universo è eterno e non finirà mai (nel senso che continuerà a mutare ma il quantitativo di energia/materia resterà invariato).

2. L'universo finirà, ma potrò essere così distante dal cessare di esistere che non la nostra specie (e forse l'universo così come lo conosciamo) non arriverà a vedere quel giorno.

Ora, perché l'opzione due sia possibile, significa che prima e/o dopo ci sia una condizione di "niente", ma proprio niente. Questo potrebbe voler dire:

Materia/Energia "scomparsi", lasciando solo una "distesa" di spazio e tempo (assumendo che spazio e tempo non possano essere trasformati in materia/energia).

Collasso dello spazio e del tempo e di tutto ciò che fa ad essi riferimento per l'esistenza (materia ed energia).

Perché la prima ipotesi fosse vera significherebbe che la materia/energia possono essere creati/distrutti (non trasformati!).

La seconda ipotesi necessita di due presupposti:

1. Lo spazio e il tempo possono essere cessati (in tal caso cosa sarebbe dopo?) e, possibilmente, anche creati.

2. Senza spazio/tempo la materia e l'energia che si basano su di essi dovrebbero cessare o mutare proprietà. (E' possibile? :?)

Mi rendo conto di essermi spiegato male, ma spero che il mio pensiero sia comunque passato...

Un'ulteriore curiosità... Immaginando una linea bidimensionale:

A --- B

E' possibile avere:

A--C-B

Dove A--C fa parte di A---B ed ha lunghezza di due unità mentre C-B fa comunque parte di A---C ma ha lunghezza infinito? (Ovvero, è possibile protrarre infinito in una sola direzione?)

Vediamo un po' se riesco a spiegarmi...

@max0005 said:

Come possiamo provare che l'universo è/non è infinito in termini temporali?

Non con una misura di tempo, nel senso che non si può prendere un orologio che ha avuto inizio nell'istante "zero" e farlo andare finché non "finisce la festa"; questo perché:

1. Non sappiamo se è esistito un tempo-zero.
2. Non abbiamo idea di cosa voglia poter dire "fine dell'universo".
3. Non è nemmeno detto che esista un unico tempo (anzi, di norma è vero il contrario: nei modelli generali il tempo e le sue misure, cioè la marcia degli orologi che per noi costituiscono i metodi per misurare il tempo, dipendono da dove si trovano, da quando vengono osservati e da che stato di moto possiedono).

@max0005 said:

In questo caso ci troveremmo difronte a due possibilità:

1. L'universo è eterno e non finirà mai (nel senso che continuerà a mutare ma il quantitativo di energia/materia resterà invariato).

2. L'universo finirà, ma potrò essere così distante dal cessare di esistere che non la nostra specie (e forse l'universo così come lo conosciamo) non arriverà a vedere quel giorno.

Se le ipotesi 1) e 2) producono effetti fisici osservabili diversi, allora anche se non abbiamo abbastanza speranza di vita per vedere la "fine" potremo già predire se ci sarà o meno questo momento di "morte dell'universo"; se invece cambiando le premesse il risultato per noi che osserviamo non cambia, resteremo col dubbio finché vivremo.

@max0005 said:

Ora, perché l'opzione due sia possibile, significa che prima e/o dopo ci sia una condizione di "niente", ma proprio niente.

No, qui ti devo fermare: questa conclusione non discende affatto dalle premesse; tu probabilmente pensi alla morte dell'universo come al giorno in cui la materia sarà scomparsa e resterà solo spazio vuoto, ma questo non è possibile (nel senso che la materia non "va altrove" e lascia il vuoto) per un motivo fondamentale che ti spiego tra un momento.

@max0005 said:

Materia/Energia "scomparsi", lasciando solo una "distesa" di spazio e tempo (assumendo che spazio e tempo non possano essere trasformati in materia/energia).

Spazio-tempo (legati insieme) e materia-energia sono correlati da una relazione matematica sorprendente scoperta da Einstein, la quale in sostanza dice che: «l'assetto geometrico dello spazio-tempo è regolato in modo univoco dalla presenza di materia e di energia e in particolare dalla loro distribuzione (nello spazio e nel tempo)». In sostanza, lo spazio e il tempo diventano materia ed energia nello stesso modo in cui materia ed energia diventano spazio e tempo.

Tradotto: poiché adesso intorno a noi ci sono materia ed energia e noi non abbiamo prove che l'universo abbia dei "buchi" da cui queste due grandezze possano fuggire (dove andrebbero, poi? Da un'altra parte? Ma se l'universo contiene tutto, non può perdere come un tubo forellato), allora materia ed energia resteranno per sempre dentro l'universo come l'acqua che non può sfuggire dall'ampolla chiusa di cui ti dicevo prima.

Cosa potrebbe accadere allora per far giungere l'universo alla "fine"? Semplice: l'energia si degraderà tutta in calore, la materia si decomporrà tutta in costituenti elementari molto freddi e il tutto si sparpaglierà a distanze sempre maggiori.

Vedila così: l'universo è un palloncino sgonfio su cui hai disegnato dei punti con il pennarello, che col passare del tempo si gonfia e si raffredda; più si gonfia, più i punti sono lontani e non possono scambiarsi né materia né energia, finché si arriva a un momento in cui:

1. o l'espansione si ferma, non ci sono più interazioni e tutto si appiana sulla stessa temperatura e sulla stessa densità di materia (scenario della "morte entropica" dell'universo);
2. oppure l'espansione continua ancora (mossa da cosa? Vallo a sapere, ma non sottilizziamo) e materia/energia diventano sempre più rarefatte, ma non scompaiono comunque mai perché c'erano dentro già prima.

@max0005 said:

Collasso dello spazio e del tempo e di tutto ciò che fa ad essi riferimento per l'esistenza (materia ed energia).

Questo è l'altro scenario, quello del "big crunch" che fa da contraltare al big bang: la materia e l'energia tornano a contrarsi (mossi da cosa, visto che adesso la tendenza è a sparpagliarsi? Vallo a sapere, ma non sottilizziamo), il palloncino si sgonfia e si riscalda, finché non si contrae a un unico punto nello spazio, di dimensioni microscopiche, che poi...

Boh! Forse ri-esplode in un sistema ciclico (il "respiro del Cosmo", avanti e indietro), forse resta lì, forse si trasforma in altro, forse non si sa che fa...

@max0005 said:

Perché la prima ipotesi fosse vera significherebbe che la materia/energia possono essere creati/distrutti (non trasformati!).

Ci sono ipotesi che dicono anche questo, ma poiché non è mai stato osservato un luogo nello spazio in cui la materia "nasce dal nulla" (al massimo viene sputata fuori dai buchi neri rotanti sotto forma di sottili getti esplosivi filiformi), queste idee hanno per il momento poco seguito. Se però domani trovassimo una "fucina" da cui sgorga materia, le teorie cambierebbero.

@max0005 said:

La seconda ipotesi necessita di due presupposti:

1. Lo spazio e il tempo possono essere cessati (in tal caso cosa sarebbe dopo?) e, possibilmente, anche creati.

2. Senza spazio/tempo la materia e l'energia che si basano su di essi dovrebbero cessare o mutare proprietà. (E' possibile? :?)

Torniamo alla legge di Einstein di prima: spazio e tempo convivono con materia ed energia e c'è un equilibrio tra di loro, che sono aspetti diversi dello stesso concetto fisico; si può creare lo spazio e il tempo dalla materia e dall'energia ? è quello che accade adesso ? e forse si può fare anche il contrario, chissà.

[Nota: fino a qui si parla solo di spazio, tempo e materia/energia ordinari; non abbiamo per nulla messo in campo teorie ancora più radicali (dimensioni arrotolate, stringhe, brane, gas di wormholes), che hanno ciascuna le proprie idee sulla faccenda e che dicono altre cose ancora, pure più strane ? ad esempio che la materia e l'energia potrebbero "nascondersi" in dimensioni spaziali "nascoste" ai nostri occhi, quindi vederle "nascere dal nulla" potrebbe solo voler dire che stanno uscendo dalle loro nicchie segrete che c'erano già prima, ma noi non potevamo vedere.]

@max0005 said:

Un'ulteriore curiosità... Immaginando una linea bidimensionale, è possibile protrarre infinito in una sola direzione?

Matematicamente, certo: oggetti del genere sono ben noti e si chiamano semirette (o curve semi-infinite se si flettono e si torcono nello spazio).

In Fisica invece occorre fare attenzione con il concetto di "infinito", che non ha molto senso ed è pericoloso (i fisici cercano di evitare casi in cui qualcosa sia infinitamente grande o piccolo, perché lì la Matematica sa cosa fare, la Scienza sperimentale no).

Possono accadere molte cose:

1. Se la tua semiretta infinita da un lato si può ricondurre con qualche artificio a una figura finita (ad es. una circonferenza percorsa infinite volte, che ha un'estensione finita sul piano anche se la marcia su di essa non ha mai fine) allora le cose vanno meglio e si può ragionarci su.
2. Se ciò non accade, sei parecchio nei guai e devi cercare di capire qual è il meccanismo che ti genera l'infinito, per ricondurlo a casi che sai trattare (per esempio l'infinito potrebbe essere un "falso infinito", ovvero solo una lunghezza molto ma molto più grande di quella che potresti percorrere camminando tutta la vita).

Troppo colti questi discorsi per me... Io mi limito a guardare Star Wars e Stargate... Io torno al Fetish...

Visto che, da quanto mi dici, la materia e l'energia non possono essere ne create ne distrutte mi viene da pensare che l'universo debba essere, per forza di cose, eterno... Sbaglio?

In tal caso il Big Bang e il Big Crunch (o equivalente) non sarebbe l'inizio e la fine dell'universo, ma solamente degli "stadi"?

E' possibile che, data la grandezza dell'universo, altrove ci siano delle zone non influenzate dal Big Bang dove altre quantità di energia/materia si stanno "muovendo" indipendentemente data la lunga distanza che li separa?

E' possibile in un universo teorico avere un modello che non permette mai la "morte entropica" a causa della formazione continua di centri di energia/materia tali da, a loro volta, crearne altri?

Avrei anche altre domande, ma rischiamo di andare ancora più OT!

[Certo che a scrivere post così piccoli in confronto ai tuoi mi sembra sempre di avere poco da dire... :x]

Un po' alla volta ce la faremo.

@max0005 said:

[Certo che a scrivere post così piccoli in confronto ai tuoi mi sembra sempre di avere poco da dire... :x]

Benvenuto nel mondo della Fisica, ovvero il regno della Supremazia della Domanda: le domande sono sempre brevi e secche; per le risposte si possono spendere oceani di inchiostro.

Riprendiamo:

@max0005 said:

Visto che, da quanto mi dici, la materia e l'energia non possono essere ne create ne distrutte mi viene da pensare che l'universo debba essere, per forza di cose, eterno... Sbaglio?

Non sbagli, però c'è una precisazione da fare.

Quando tu dici "l'universo è eterno" io immagino questa scena: tu con un orologio in mano che assisti allo scorrere del tempo sul tuo orologio mentre guardi l'Universo da fuori, e quello intanto va avanti per la sua strada.

Purtroppo (o per fortuna) non è così che funziona, nel senso che l'Universo ci contiene comunque e noi non possiamo mai metterci al di fuori di esso per guardarlo come guardiamo le stelle attraverso un telescopio. Se a ciò aggiungi il fatto che lo scorrere del tempo non è uniforme rispetto allo spazio, cioè (a dirla brutale) gli orologi marciano a ritmo diverso in punti diversi del Cosmo e non c'è mai modo di sincronizzarli una volta per tutte ti rendi conto che il concetto di "tempo" come lo intendiamo comunemente sulla Terra ? unico, universale, chiaro e intelleggibile ? non ha un valore globale in tutto l'Universo, ma solo locale, in piccolissime porzioni di spazio-tempo.

@max0005 said:

In tal caso il Big Bang e il Big Crunch (o equivalente) non sarebbe l'inizio e la fine dell'universo, ma solamente degli "stadi"?

Precisamente: formano il fisiologico ciclo vitale di un modello collasso-espansivo-pulsante di soluzione cosmologica (che è un modello matematico compatibile con alcune osservazioni astrofisiche, ma non sappiamo assolutamente quanto sia "vero", anche se lo sospettiamo fortemente).

@max0005 said:

E' possibile che, data la grandezza dell'universo, altrove ci siano delle zone non influenzate dal Big Bang dove altre quantità di energia/materia si stanno "muovendo" indipendentemente data la lunga distanza che li separa?

È certamente possibile che ci siano zone in cui il comportamento della materia e dell'energia è assai diverso da quello che si ha qui intorno (ad esempio nei dintorni di stelle supermassive, sistemi binari o multipli, buchi neri, ammassi galattici, clusters e altri oggetti astrofisici non ordinari), ma se si ammette il modello a Big Bang allora non c'è angolo o recesso dello spazio né istante del tempo che non sia direttamente influenzato da quella esplosione primordiale.

@max0005 said:

E' possibile in un universo teorico avere un modello che non permette mai la "morte entropica" a causa della formazione continua di centri di energia/materia tali da, a loro volta, crearne altri?

Era l'idea originale di Einstein (e prima di lui di molti altri), ma la scoperta della legge di recessione galattica di Hubble ? viraggio verso il rosso degli spettri di luce emessa dalle galassie in moto ? ha fatto sostanzialmente cadere questa ipotesi. Fino alla prossima scoperta sperimentale in tal senso, ovvio.

@max0005 said:

Avrei anche altre domande, ma rischiamo di andare ancora più OT!

Sempre a disposizione; e poi in fondo il thread è abbastanza a tema.

Alla peggio, ci dirigiamo verso altri lidi per continuare la conversazione.

Un'altra domanda...

Se l'universo è infinito, anche muovendosi alla velocità maggiore possibile (quella della luce), sarebbe comunque impossibile arrivare a riempirlo tutto. Un eventuale big bang arriverebbe quindi a riempire sono un frazione infinitesimale dell'universo per ovvie ragioni. Anche continuando un'espansione infinita, non sarebbe comunque possibile arrivare a toccarne ogni parte.

Se tutto lo spazio/tempo è stato "copito" dal Big Bang, dobbiamo ipotizzare una parte (una maggior parte) di universo completamente vuota?

In tal caso dovremmo considerare l'universo "popolato" (ovvero quello dove materia/energia sono presenti) come l'equivalente di un granello di sabbia in un grande magazzino?

Riguardo al tempo... Non si potrebbe prendere un'unità standard (ad esempio il secondo terrestre) ed utilizzarlo per calcolare la distanza fra Big Bang e Big Crunch in termini equivalenti? (Ipotizzando di riuscire a rimanere in un campo a tempo "stabile")?

@max0005 said:

Se l'universo è infinito, anche muovendosi alla velocità maggiore possibile (quella della luce), sarebbe comunque impossibile arrivare a riempirlo tutto. Un eventuale big bang arriverebbe quindi a riempire sono un frazione infinitesimale dell'universo per ovvie ragioni. Anche continuando un'espansione infinita, non sarebbe comunque possibile arrivare a toccarne ogni parte.

Se tutto lo spazio/tempo è stato "copito" dal Big Bang, dobbiamo ipotizzare una parte (una maggior parte) di universo completamente vuota?

Alt!

Al momento del Big Bang non c'era spazio vuoto da riempire con le "cose" tangibili, poiché tutto lo spazio era presente (sotto forma di materia ed energia: ricorda la legge di Einstein) nel punto iperconcentrato in cui si ammassava la materia pronta a esplodere.

Dopo il Big Bang lo spazio è stato generato come progressivo accrescersi degli interstizi vuoti tra le "cose" che, sparate a raggiera, si diradavano e si allontanavano le une dalle altre lasciando tra loro lo spazio vuoto (che però prima non c'era; lo so che è parecchio strano, ma tant'è).

@max0005 said:

In tal caso dovremmo considerare l'universo "popolato" (ovvero quello dove materia/energia sono presenti) come l'equivalente di un granello di sabbia in un grande magazzino?

No; vedi sopra: niente spazio vuoto prima dell'esplosione: la materia non è entrata in una stanza vuota da un foro, ma ha generato la stanza vuota come schiuma di intercapedini tra la materia che zampillava in ogni dove.

@max0005 said:

Riguardo al tempo... Non si potrebbe prendere un'unità standard (ad esempio il secondo terrestre) ed utilizzarlo per calcolare la distanza fra Big Bang e Big Crunch in termini equivalenti? (Ipotizzando di riuscire a rimanere in un campo a tempo "stabile")?

Questo puoi farlo solo nell'ipotesi che il modello matematico di spazio-tempo ammetta una configurazione detta "a tempo ortogonale", nella quale cioè puoi pensare di determinare un unico tempo (tempo cosmico) con cui stimare la distanza tra Big Bang e Big Crunch ? dovrebbe avvenire tra circa 15 miliardi di anni: puoi stare tranquillo e non disdire le prossime vacanze già prenotate.

Se però il modello non è a tempo ortogonale (questo dipende da come è distribuita la materia nello spazio e nel tempo, cosa che non possiamo sapere per intero), allora non esiste un tempo universale e non ha senso stimare quanto sia lontano il momento dell'implosione.

[E pensa che tutto questo che ci stiamo dicendo può essere scritto in formule... È a quel punto che iniziano i mal di testa. ]

In tal caso l'universo dovrebbe essere immaginato come un telo elastico chiuso dentro al quale si allargano delle biglie? Quindi avrebbe una forma altamente irregolare, il cui perimetro sarebbe determinato dalle "punte" di materia in espansione.

Immagino che quella che sto per dire sia altamente blasfemo ma... Non ha senso immaginarsi un "fuori" dall'universo, vero?

Il tuo ultimo post conteneva solo affermazioni ineccepibili: il telo elastico, le biglie etc. sono un'immagine coerente e abbastanza corretta (in mancanza ovviamente di una preparazione specifica).

Sulla tua domanda: no, non ha senso immaginarsi il "fuori" dell'universo in questo contesto.

A meno che...

Quando si parla di "fuori" ci sono due possibilità:

1. Un uomo guarda un oggetto solido in una stanza vuota; in quel caso ci sono tre elementi: l'oggetto (che sarebbe il nostro universo), l'uomo (tu) e la stanza vuota che contiene entrambi (ma noi sappiamo che non è questo il caso, perché l'universo è già il contenitore di tutto).

2. Un uomo guarda un disegno su un foglio: in questo caso abbiamo un ente tridimensionale (l'uomo) che fissa un oggetto bidimensionale (il disegno).

Se identifichiamo l'universo con il disegno, allora l'universo si può espandere infinitamente in due dimensioni, ma non ha "conoscenza" della terza dimensione spaziale in cui si trova l'osservatore, che è "fuori" dall'universo in un ambiente che contiene entrambi ? come prima ? con la non trascurabile differenza che l'universo è un oggetto con dimensione inferiore (due) rispetto a quella della stanza che lo contiene (tre).

[Hai mai letto Flatland? Lì è spiegato abbastanza bene. Altrimenti guarda

Torniamo al nostro caso: sappiamo che lo spazio e il tempo si uniscono nello spaziotempo geometrico che ha quattro dimensioni (tre spaziali, più il tempo) e che corrisponde al nostro universo da cui noi umani non possiamo uscire.

Se però immaginiamo che le quattro dimensioni dell'universo non siano che un sottoinsieme di un ambiente a dimensione più grande (come il foglio 2D nella stanza 3D), allora per guardare da "fuori" l'universo è sufficiente porsi nell'ambiente più spazioso, sempre che qualcuno o qualcosa possa farlo.

Nota: non sto dicendo che questo si possa fare in pratica, ma solo dal punto di vista teorico-matematico.

La teoria di Yang-Mills immerge l'universo 4D in un ambiente 5D (la quinta dimensione è generata dal campo elettromagnetico), ma ci sono teorie che arrivano a considerare spazi in 11 dimensioni, di cui solo quattro delle quali abitate da noi nel nostro universo.

Il perché non "vediamo" le 7 dimensioni mancanti (ma presenti) è dovuto al fatto ? piuttosto complicato da spiegare ? che le dimensioni si manifestano, si "srotolano" ad energie di soglia molto diverse: con quelle usuali se ne vedono solo quattro - le nostre - mentre andando ad energie molto , ma molto, ma molto più alte potrebbero zampillare fuori anche altre dimensioni, con relativi effetti fisici.

Divertente, vero?

Molto, molto interessante, sopratutto il video!

Una considerazione personale (potrei benissimo sbagliarmi).

Un punto mono-dimensionale può contenere solo se tesso:

Un linea bi-dimensionale può contenere infinite mono-dimensioni.

Una costruzione tridimensionale può contenere infinite bi-dimensioni (che a loro volta contengono mono-dimensioni).

Una quarta dimensione dovrebbe, seguendo questa logica, poter contenere infinite dimensioni tridimensionali, giusto?

Quindi, continuando a costruire "ad angolo retto" (Non conosco il nome esatto...) si dovrebbero poter costruire infinite dimensioni ognuna delle quali ospitante sotto-dimensioni e ospitata da sovra-dimensioni.

C'è un po' di senso in quello che ho detto o sono solo assurdità da astinenza da coca-cola?

Ancora una domanda: Visto che è possibile rappresentare 4D in 3D, e 3D in 2D, è possibile rappresentare 2D in "1D"?

@max0005 said:

Una quarta dimensione dovrebbe, seguendo questa logica, poter contenere infinite dimensioni tridimensionali, giusto?

Esatto.

Se aggiungi a questa premessa del tutto geometrica (la fisica per ora non c'entra) il fatto che le infinite tri-dimensioni possono essere gli spazi fisici (le stanze di casa, per dire) immaginate come "fotogrammi 3D" ciascuno congelato in un diverso istante del tempo che misuri a un orologio in tuo possesso, ottieni quello che si chiama in gergo "fogliettamento dello spazio-tempo in piattaforme spaziali orientate lungo l'asse temporale".

La quasi totalità dei modelli di spazio-tempo realistici ha questa caratteristica, cioè i casi si riducono da 4 dimensioni a "3+1" (l'1 è il tempo, il 3 si riferisce agli spazi istante per istante); esistono però universi non del tutto improbabili in cui questo fogliettamento non si può fare, o almeno non ovunque e non sempre.

@max0005 said:

Quindi, continuando a costruire "ad angolo retto" (Non conosco il nome esatto...) si dovrebbero poter costruire infinite dimensioni ognuna delle quali ospitante sotto-dimensioni e ospitata da sovra-dimensioni.

Proprio così; se costruisci "ad angolo retto" (processo di ortogonalizzazione) puoi ottenere ambienti con un qualsiasi numero intero di dimensioni (1,2,3,4,5...11 etc.).

[Solo per completezza: esistono poi spazi geometrici di applicazione fisica a un numero frazionario di dimensioni (ad es. 3/4; si chiamano frattali), a un numero infinito numerabile di dimensioni (cioè ne hanno tante quante i gradini di una scala senza fine) e spazi con un numero infinito non numerabile di dimensioni (le quali sono dense come i punti di una linea, quindi molti di più dei gradini discretizzati della scala di prima).]

@max0005 said:

Ancora una domanda: Visto che è possibile rappresentare 4D in 3D, e 3D in 2D, è possibile rappresentare 2D in "1D"?

Sì, naturalmente.

Per rappresentare 2D in 1D basta fare una serie di proiezioni ortogonali esattamente come spiega Sagan nel video però parlando di 3D in 2D; si perdono certi dettagli del disegno proprio come si perde la profondità riportando un oggetto tridimensionale su un foglio di carta, ma non è quello il problema.

Solo che la cosa è di scarsa praticità, per questo non se ne parla molto.

Vado a dormire; per oggi direi che si è messo un bel po' di carne al fuoco...

Inserisco un ulteriore elemento a questo compendio di Cosmologia:

• stiamo parlando spesso di vuoto come spazio tra le galassie, ma soprattutto come assenza di materia

• ci riferiamo alla teoria della relatività generale di A. Einstein, in particolare all'equazione E = mc2 dove E: energia, m: massa, velocità della luce (2 al quadrato)
  le precedenti affermazioni sono tutte cambiate:

• nel vuoto così definito sono state trovate particelle sempre più piccole dotate di massa sia pur infinitesimale

• l'equazione di Einstein è proprio quella che ha spinto alla ricerca di ulteriore massa risultando sperimentalmente incompleta

• sembra che la velocità della luce possa essere superata, giorni fa il Prof. Recani mostra cosiddetti luminari che la supererebbero.
  Anche la scienza come il nostro mondo attuale è ben rappresentata dalla liquidità.:o

ciao
marlomb

P.S.: Leonov e max0005 apro appena posso una discussione su Fede e Religioni per quanto riguarda il rapporto tra Filosofia, Scienza e Religione, che dai vostri discorsi mi sembra appassionante.

Finora il discorso si è perlopiù focalizzato sull'"aumento di spazio" (ovvero potersi espandere su un numero di assi sempre maggiore). Avendo più dimensioni spaziali, ci sarebbero altri cambiamenti sostanziali?

Leggendo su Wikipedia ho trovato questa immagine:

Possono quindi essere aumentate anche le dimensioni temporali?

Precisazioni sul tema:

@marlomb said:

? stiamo parlando spesso di vuoto come spazio tra le galassie, ma soprattutto come assenza di materia

? nel vuoto così definito sono state trovate particelle sempre più piccole dotate di massa sia pur infinitesimale

Sono due concetti diversi di "vuoto": il primo è una nozione "ingenua" di vuoto, inteso come spazio intergalattico in cui c'è materia, ma molto rarefatta (in media un atomo di idrogeno per metro cubo di spazio vuoto "vero"); quello però non è il vuoto assoluto inteso dai Fisici, ma solo una cosa che chiamiamo vuoto per comodità invece di dire "spazio intergalattico o inter-cluster a bassissima densità di materia/energia".

Lo spazio vuoto della Fisica, invece, è per intenderci quello in cui non c'è né materia (che è dotata di massa, anche se alcune particelle sono davvero leggerissime) né radiazione elettromagnetica, la quale è portata dai fotoni che sono particelle a massa nulla e, contemporaneamente, oscillazioni di campo (è complicato, lo so: io solo adesso sto iniziando lentissimamente a capirci qualcosa)..

@marlomb said:

? sembra che la velocità della luce possa essere superata, giorni fa il Prof. Recani mostra cosiddetti luminari che la supererebbero.

Questo è un vecchio tema, ma sempre molto gettonato. La frase "si può andare più veloci della luce" affascina molto, ma è una chimera e anche quando si crede di poter dire una cosa del genere, di solito ci si riferisce a uno dei casi seguenti.

Facciamo chiarezza:

? La velocità della luce di cui si parla tradizionalmente è quella misurata nel vuoto (il vuoto dei fisici idealmente estrapolato da condizioni sperimentali di tipo astrofisico) ed ha un valore costante di circa 300.000 km/s che non dipende dallo stato di moto della sorgente, cioè una lampadina ferma e una in movimento emettono luce alla medesima velocità, diversamente da quanto accade ad esempio alle onde acustiche (effetto Doppler).
? Il valore di 300.000 km/s è costante adesso, ma non è detto che sia sempre stata questa la velocità della luce; secondo alcune teorie cosmologiche, la luce ha viaggiato parecchio più veloce di quanto vada adesso nelle primissime fasi di espansione dell'Universo dal Big Bang, per assestarsi poi dopo un po' su questa "velocità di crociera" attuale; ciò spiegherebbe bene alcune incongruenze dei modelli attuali.
? Se si misura la velocità della luce in un mezzo materiale (nell'acqua, attraverso una nuvola di gas, attraverso una galassia), si trovano valori numerici diversi da 300.000 km/s. Quasi sempre i valori sono inferiori, come in fondo ci aspettiamo: quando passa attraverso qualcosa, la luce trova più ostacoli di quando passa nel vuoto, e va più lenta come un'auto immersa nel traffico.
? A volte si sono trovati valori più alti di 300.000 km/s: allora era sbagliata la teoria? No, era solo accaduto che gli scienziati avevano guardato l'esperimento in modo sbagliato e avevano creduto di misurare una velocità più elevata, invece era sempre quella o addirittura più bassa (per capire questo errore ci vorrebbero dei dettagli tecnici sui treni d'onda, che risparmiamo).

Cosa accadrebbe a una particella che viaggiasse più veloce della luce? Che semplicemente viaggerebbe indietro nel tempo (sono i cosiddetti tachioni), ma poiché ciò comporterebbe degli esiti paradossali e misurabili che invece nessuno ha mai visto, allora si tende ad escludere questa ipotesi.

L'invalicabilità della velocità della luce è una legge perentoria sulla quale ormai sembriamo essere tutti d'accordo; la Natura è piena di questi record che non potremo mai battere: la forza non potrà mai essere più grande di un certo valore, così come la massa; la lunghezza di un righello e il tempo segnato da un orologio non potranno mai scendere sotto certi livelli, così come la temperatura non potrà mai andare sotto lo zero assoluto.

La Religione ci dice che l'amore verso dio e l'obbedienza alle sue leggi ci possono far valicare ogni ostacolo possibile; la Scienza ci rassicura sul versante opposto: ci sono confini che non potremo mai superare perché il Cosmo è organizzato in un certo modo e non ammette mai eccezioni.

Non ci sono miracoli nella Scienza, lo dicevamo prima.

@marlomb said:

P.S.: Leonov e max0005 apro appena posso una discussione su Fede e Religioni per quanto riguarda il rapporto tra Filosofia, Scienza e Religione, che dai vostri discorsi mi sembra appassionante.

Ottimo!

@max0005 said:

Finora il discorso si è perlopiù focalizzato sull'"aumento di spazio" (ovvero potersi espandere su un numero di assi sempre maggiore). Avendo più dimensioni spaziali, ci sarebbero altri cambiamenti sostanziali?

Sì, ma occhio: le dimensioni spaziali accessibili sono solo tre, al massimo di meno (2, 1, non 0); quelle altre supplementari subentrano in modelli solo matematici della Fisica e non mi risulta che ci siano effetti fisici macroscopici (cioè misurabili in laboratorio) che potrebbero fare apprezzare la presenza e gli effetti dell'esistenza di altre dimensioni spaziali.

@max0005 said:

Possono quindi essere aumentate anche le dimensioni temporali?

Tutto dipende da cosa intendi come "tempo"; se ti riferisci alla quantità misurabile, noi ne abbiamo una sola; se invece intendi il tempo come parametro matematico di evoluzione di un certo modello, allora potrebbero essercene anche di più, interrelazionati o meno.

Di nuovo, gli effetti fisici sarebbero tutti da trovare e poi da verificare.

Noi siamo nel quadratino bianco: so che tutto il resto del reticolo sembra molto affascinante (e lo è, posso garantirlo) ma credetemi se vi dico che in quel quadratino bianco c'è talmente tanta roba misteriosa che ancora non conosciamo da riempire millenni di progresso teorico e sperimentale.

Prima di interrogarci su mondi a 8 dimensioni, quindi, cominciamo a capire come funziona davvero la distribuzione dei carichi in una semplice putrella di ferro squadrata per costruzioni edili (è un mistero ancora irrisolto: la congettura di St.Venant): il nostro mondo ha di che farci ragionare per tutta la vita senza mai scomodare multiversi, mondi paralleli e altre teorie estreme.

Ciò premesso, le teorie ai limiti del filosofico sono sempre le benvenute, ma mi sembrava giusto ? prima di decollare verso altri lidi che magari sono già vicini ? concedere un minuto di attenzione al nostro pianetino, così bello e interessante anche senza il "doping" delle dimensioni arrotolate.

@Leonov said:

Ciò premesso, le teorie ai limiti del filosofico sono sempre le benvenute, ma mi sembrava giusto ? prima di decollare verso altri lidi che magari sono già vicini ? concedere un minuto di attenzione al nostro pianetino, così bello e interessante anche senza il "doping" delle dimensioni arrotolate.

Mi ricorda una bellissima citazione, anche se il contesto in cui l'ho letta (una fan-fiction su Harry Potter) la utilizzava per fini leggermente diversi:

Ci sono più domanda irrisolte in un singolo stelo d'erba che nell'intero Dipartimento Misteri del Ministero della Magia.

Sembra che, invece di trovare risposte, stiamo trovando ancora più domande, paradossi e misteri...

Se è per questo, la frase credo sia uno spudorato calco da Shakespeare («Ci sono più cose in cielo e in terra, Orazio, di quante ne sogni la tua filosofia», dall'Amleto mi pare), ma ammetto che anche applicata al filo d'erba fa il suo effetto.

Sì, la generazione continua di nuovi interrogativi è un tipico effetto collaterale dell'immersione nella Scienza: ogni cosa suggerisce domande, domande e poi ancora domande.

@Leonov said:

Se è per questo, la frase credo sia uno spudorato calco da Shakespeare («Ci sono più cose in cielo e in terra, Orazio, di quante ne sogni la tua filosofia», dall'Amleto mi pare), ma ammetto che anche applicata al filo d'erba fa il suo effetto.

E anche per oggi ho fatto la mia figuraccia!

Pazienza... Grazie comunque per la disponibilità e per il tempo che hai dedicato!!!

Nessuna figuraccia, per carità.

Chissà Shakespeare (che era un po' la J.K. Rowling del suo tempo) da chi altro avrà preso ispirazione ? la sua "Rometo e Giulietta" sembra un calco di una storia locale campana quasi identica di qualche decennio prima, mi pare.

E grazie di cuore a te per l'attenzione e la pazienza che hai voluto concedermi: non potevo chiedere di più o di meglio.