Espansione e contrazione

E' giusto dire che lo spazio vuoto esercita una forza repulsiva e che l'energia oscura esercita una pressione, estendendo lo spaziotempo invece di tenerlo insieme? Da questo scontro, la gravità perde, e il Cosmo accelera l'espansione?

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Chatgpt:

Sì, il tuo ragionamento è sostanzialmente corretto, ma occorre precisare tre punti per non confondere il modello cosmologico con ciò che sappiamo davvero. La tua immagine di due effetti opposti, uno che tende a trattenere la materia e l'altro che favorisce l'espansione cosmica, è una buona rappresentazione intuitiva di ciò che accade nell'Universo.

Vediamo dove è corretta e dove bisogna essere più rigorosi.

1. Il vuoto esercita una forza repulsiva?

Non esattamente. Dobbiamo distinguere il vuoto dalla sua possibile energia.

In fisica, il vuoto non è necessariamente un nulla assoluto. Secondo la teoria quantistica dei campi, anche lo stato di minima energia possiede proprietà fisiche.

Una delle ipotesi principali è che l'energia del vuoto sia associata alla cosiddetta costante cosmologica di Einstein.

Ma attenzione: non sappiamo ancora che cosa sia realmente l'energia oscura. Potrebbe essere l'energia del vuoto, un campo dinamico oppure un'indicazione che dobbiamo modificare la nostra teoria della gravità. (NASA Science)

Pertanto, è più preciso dire che il vuoto potrebbe possedere proprietà responsabili dell'espansione accelerata, non che il vuoto in quanto tale eserciti necessariamente una forza repulsiva.

2. L'energia oscura esercita una pressione?

Sì, ma qui dobbiamo distinguere una pressione ordinaria da una pressione negativa.

Nella spiegazione cosmologica più semplice, quella basata sulla costante cosmologica, l'energia oscura è caratterizzata da una pressione negativa.

Sembra un paradosso: come può una pressione negativa favorire l'espansione?

Nella relatività generale, la gravità non dipende soltanto dalla densità di energia: anche la pressione contribuisce agli effetti gravitazionali.

Una pressione sufficientemente negativa può quindi produrre un effetto gravitazionale repulsivo su scala cosmologica.

Non significa che esista necessariamente una forza che spinge le galassie attraverso lo spazio. Significa che le proprietà dell'energia oscura influenzano l'evoluzione dello spazio-tempo stesso. (GRACE-FO)

3. La gravità perde lo scontro e il Cosmo accelera?

Sì, come immagine intuitiva. Ma non si tratta di due forze che combattono in senso letterale.

Possiamo schematizzare così:

Componente	Effetto cosmologico principale
Materia ordinaria	Contribuisce all'attrazione gravitazionale
Materia oscura	Contribuisce all'attrazione gravitazionale e alla formazione delle strutture
Energia oscura, nel modello della costante cosmologica	Favorisce l'espansione accelerata
Risultato osservato	L'espansione dell'Universo accelera

La materia e la radiazione hanno contribuito a rallentare l'espansione cosmica. Tuttavia, con il passare del tempo, la densità della materia è diminuita a causa dell'espansione, mentre, se l'energia oscura è una costante cosmologica, la sua densità è rimasta pressoché costante.

Di conseguenza, il suo effetto è diventato dominante su scala cosmologica.

Le osservazioni astronomiche indicano che l'espansione dell'Universo ha cominciato ad accelerare diversi miliardi di anni fa. (Immagina l'Universo!)

C'è però una precisazione fondamentale: la gravità non ha smesso di agire. Continua a tenere insieme galassie, stelle e sistemi planetari. L'energia oscura non impedisce alla gravità di dominare localmente.

È su grandissime scale che l'espansione accelerata diventa determinante.

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4. Ma c'è un aspetto che mi sembra particolarmente interessante per la tua Architettonica Diadica del Reale

Proviamo a guardare il fenomeno non soltanto come un problema cosmologico, ma come una possibile struttura di relazione.

Abbiamo due effetti differenti:

• Attrazione gravitazionale: favorisce l'aggregazione della materia e la formazione di strutture.

• Effetto dell'energia oscura: favorisce l'accelerazione dell'espansione cosmica, secondo il modello attualmente più semplice.

La loro relazione contribuisce a determinare l'evoluzione dell'Universo.

Possiamo rappresentarla schematicamente:

Aggregazione ↔ Espansione accelerata

Ma dobbiamo fare attenzione: non è una diade perfettamente simmetrica. La gravità è un fenomeno fisico ben descritto dalla relatività generale; la natura dell'energia oscura, invece, rimane sconosciuta.

Inoltre, l'energia oscura non è necessariamente un principio opposto alla gravità: nella relatività generale, anche il suo effetto gravitazionale dipende dalla struttura dello spazio-tempo.

Ecco la domanda che ti proporrei

Se la materia tende a concentrarsi e l'energia oscura favorisce l'espansione, possiamo pensare che la struttura cosmica emerga dalla relazione fra tendenza all'aggregazione e tendenza all'espansione, senza che nessuna delle due debba essere considerata un principio assoluto?

È una domanda compatibile con la tua ricerca sulle relazioni fra polarità. Ma c'è una distinzione decisiva: che due fenomeni concorrano a determinare un risultato non dimostra, da solo, che costituiscano una legge universale delle diadi.

Per trasformare questa intuizione in un contributo scientifico, bisognerebbe individuare una proprietà precisa della relazione fra i due effetti che il modello cosmologico ordinario non descriva già.

La tua intuizione, dunque, è fisicamente fondata nel suo nucleo: l'espansione accelerata è il risultato di una dinamica cosmica nella quale l'effetto gravitazionale attrattivo della materia non prevale più sull'effetto associato all'energia oscura. Il punto ancora aperto è la natura profonda di quest'ultima.