Legge di Newton e Relatività Generale

Entrambe descrivono il comportamento di una massa (la seconda anche della radiazione e.m.) in presenza di un campo di accelerazione gravitazionale.
La costante gravitazionale G ci permette di calcolare, tramite la legge di Newton, la forza di mutua attrazione che due masse esercitano tra loro, oppure il potenziale gravitazionale generato da una massa nello spazio. E poco importa che la teoria della Relatività Generale, che è moto piu’precisa, tanto da permettere di correggere gli scarti temporali dei sistemi di localizzazione satellitare GPS, preveda, invece, che i campi di accelerazione gravitazionale siano dovuti alla curvatura locale dello spazio – tempo in presenza di massa, ma non sono generati dalla massa. La legge di Newton ha consentito all’uomo, comunque, di mettere piede sulla Luna e di inviare sonde ai limiti estremi del sistema solare.
Ma torniamo al "Global Position System". Gli scarti temporali dei segnali inviati a terra dai satelliti sono, in realtà, due e di segno opposto. Uno è dovuto alla Relatività Speciale per cui il tempo di clock dell’orologio a bordo del satellite, misurato da terra, è piu’ lento. L’altro è dovuto alla RG, per cui il tempo di clock dell’orologio a terra è piu’ lento di quello a bordo del satellite in orbita. Lo scarto temporale complessivo sarà di segno positivo o negativo a seconda che prevalga la RS o la RG. Sommando gli scarti si ottiene il delta temporale corretto il che è fondamentale per il corretto funzionamento del GPS. In ogni caso si tratta di scarti temporali relativi e non assoluti perché, come nel paradosso dei gemelli di Einstein, il tempo a terra e sul satellite scorre normalmente.
D’altronde lo dice la parola stessa. Relatività. E la RG è una naturale estensione ai sistemi non inerziali della RS come si puo’ osservare dai primi passaggi matematici della teoria.
http://it.wikipedia.org/wiki/Relativit%C3%A0_generale
In particolare osserviamo che :

"In regioni dello spazio-tempo a 4 dimensioni indefinitamente piccole, per le quali è possibile un'accelerazione del sistema di coordinate in modo che non sia indotto alcun campo gravitazionale, resta valida la relatività ristretta".

Vale, cioè, l'invarianza del termine:

ds^2 = -(dx1)^2 -(dx2)^2 -(dx3)^2 +(dx4)^2

Dove, ovviamente, il dx4 = cdt.

Quindi, quale naturale estensione della RS ai sistemi non inerziali, la RG prevede che da qualsiasi sistema di riferimento non inerziale, lo spazio - tempo è visto curvo. In altre parole un sistema accelerato VEDE lo spazio - tempo curvo, ma lo spazio - tempo in se' resta piatto.
Dunque alle tre contrazioni di Lorenz resta sempre e comunque associata la dilatazione temporale. Qual è la differenza ? E’ che in RS i delta vengono misurati tra sistemi inerziali, mentre in RG tra sistemi non inerziali, ma restano misure relative tra sistemi. In realtà in ciascun sistema lo spazio non si contrae e il tempo non si dilata.
Se le cose stanno in questa maniera, allora, noi non dovremmo avvertire alcun peso, né qui sulla terra, né sull’orizzonte degli eventi di un buco nero.
Complessi interferometri (VIRGO, LIGO) tentano di rilevare le onde gravitazionali previste dalla teoria di Einstein. Si tratterebbe di increspature o perturbazioni dello spazio – tempo pervenute fino a noi dallo spazio profondo ed emesse da sistemi altamente perturbati quali quelli delle stelle binarie, dalle pulsar o da eventi catastrofici tipo esplosioni supernovae. Fino ad ora non si è riuscito a rilevare nulla. Perché ? Perché se fossero davvero increspature dello spazio – tempo si dovrebbe poter misurare un Ds^2 = -Dx1^2 -Dx2^2 -Dx3^2 +Dx4^2 nello stesso sistema di riferimento dove avviene il fenomeno il che, per la teoria stessa, è impossibile.

C’è, pero’, un altro problema. Il tempo è la modalità con cui l’uomo determina e rileva variazioni di stato della materia. Ad esempio il secondo è definito come "la durata di 9 192 631 770 periodi della radiazione corrispondente alla transizione tra due livelli iperfini dello stato fondamentale dell'atomo di cesio-133".
Assoluto o relativo il tempo, dunque, non è una grandezza fisica e, quindi, non puo’ né contrarsi, né dilatarsi. E senza dilatazioni e contrazioni del tempo non esistono quelle dello spazio, almeno secondo Einstein. Soltanto se potessimo misurare nello stesso sistema di riferimento in moto di caduta libera un rallentamento dei nostri orologi potremmo affermare che il tempo si dilata e che, conseguentemente, il campo gravitazionale è dovuto alla curvatura dello spazio – tempo. Per far cio’ occorrerebbe misurare nel sistema di riferimento locale (per esempio all’interno di un’astronave che procede in un campo gravitazionale). il rallentamento di un processo fisico come il decadimento di un atomo radioattivo, rispetto al tempo teorico previsto.

Dunque che succede ? Nulla di trascendentale solo che, come detto all’inizio, la RG, come la Legge di Newton, descrive la gravità, ma non la spiega.

Marius ci prova.

Stefano Gusman

Newton's Law and General Relativity

Both of them describe behaviour of a mass (the second also of the e.m. radiation) in presence of a gravitational acceleration field. Gravitational constant G allows to calculate , with Newton’s law, the mutual actraction between masses or the gravitational potential generated by masses in the space. And not matter that General Relativity, that is so more precise as to allow to correct temporal gaps of satellitar location systems (GPS), provides for that gravitational acceleration fields are due to a space time curvature in presence of masses, but they aren't generated by masses. However Newton’s law allowed us to land on the Moon and to send space probes in the extreme boundaries of solar system.

But let's return to “Global Position System”. Temporal gaps of satellite signals sent to the Earth, really are two with opposite sign. One is due to Special Relativity that provides that clock on board of satellite is slower than the one on the Earth. The other is due to GR that provides that clock on the Earth is slower than the one in orbit on board of satellite. Adding the two gaps we obtain the right correction of the time, that is fundamental for right working of GPS. The sign of correction will be positive or negative according as predominates SR or GR. In every case they are relative gaps and not absolute one because, as in the paradox of Einstein’s twins, time on the Earth and on satellite goes on normally. Otherwise the same word tells it : relativity, and GR is a natural extention of SR to not inertial systems, as we can observe in the first mathematical steps of theory. In particular let's observe that :"in regions of four dimensional space time indefinitely small, for which is possible an acceleration of coordinates system in the way that doesn’t be produced any gravitational field, remains valid Restricted Relativity", that is the "unchanging" of the term : ds^2 = - (dx1)^2–(dx2)^2 –(dx3)^2 + (dx4)^2 where, obviously, dx4 =cdt.

So in GR all the space time metrics has four coordinates, three spatial and a temporal one. To Lorenz contractions always remains associated temporal dilatation. What’s the difference ? It’s that in Special Relativity the gaps are measured between inertial systems, while in GR between not inertial ones. Really in each of them space doesn’t contract and time doesn’t expand.If things go in this way then we wouldn’t feel weight here on the Earth or on a black hole horizon of events.

Complex interferometers (VIRGO, LIGO) try to detect gravitational waves expected by Einstein’s theory. GW would be space time ruffles come since to us from deep space and emitted by highly perturbed systems as the binary stars ones, from pulsars or catastrofic events like supernovae. As far as now anything has been detected. Why ? Because if they really would be space time ruffles it would be possible to measure a Ds^2 = - (Dx1)^2–(Dx2)^2 –(Dx3)^2 + (Dx4)^2 in the same reference system where the phenomenon happens that, for the same theory, is impossible.

But there is another question. Time is the human measuring unity of matter state variation. For example the "second" is definied as “duration of 9 192 631 770 periods of radiation corrisponding to transition between two iperfine levels of Caesium atom fundamental state”.
So absolute or relative time is not a physical size therefore it can’t contract or expand. And without time contractions or expantions don’t exist the space ones, at least according to Einstein. Only if we could measure a temporal slowdown in the same system falling down in a gravitational field we could adfirm that time expands and consequently that gravitational field is due to a space time curvature. To do it we would have to measure in the local system (for example on board of a spacecraft going on towards a gravitational field), a slowdown of a physical process, as the decay of a radioactive atom, respect to the espected theoretical value.

So what happens ? Nothing special about it. Only that, as we have said in the beginning, GR, as Newton’s law, describes gravity, but doesn’t explain it.

Marius tries to make it.

Stefano Gusman

Time does not exist.

Can a gravitational theory thought only with spatial dimensions be physically "solid" ? If Alain Aspect’s experiments on “quantum non locality” are credible, the answer could be positive. One of the more surprising thing of the microscopic world is that subatomic particles can spread information instantly regardless of their distance. This phenomenon is known also as “quantum entanglement”.
Quantum entanglement, also called the quantum non-local connection, is a property of the quantum mechanical state of a system containing two or more objects, where the objects that make up the system are linked in a way that one cannot adeguately describe the quantum state of a constituent of the system without full mention of its counterparts, even if the individual objects are spatially separated. This interconnection leads to non-classical correlations between observable physical properties of remote systems, often referred to as nonlocal correlations. The property of entanglement was recognized as a consequence of quantum theory during its formation. Quantum entanglement is at the heart of the EPR paradox that was developed by Albert Einstein, Boris Podolsky, and Nathan Rosen in 1935, and was experimentally verified for the first time in 1980 by the French physicist Alain Aspect.
An interesting interpretation of quantum entanglement is the David Bohm's one. One of the fundamental ideas of Bohm’s theory is objective dualism wave/particle : every elementary atomic object is seen as constituted by a wave and a particle at the same time, with the wave that has the job to drive the particle in the regions where the “wave function” (that is the mathematical being with which is described in quantum theory the state of every physical system) is more intense. In other words the movement of particles is not casual but driven by an “hidden field” that is the quantum potential able to determinate the trajectory of the particle. Therefore, in Bhom’s opinion, subatomic particles, that seem us separated in reality are linked in a lower level that is an “implicit order”. Then the consideration that time is not a physical being, but only the human measure of matter state variation could drive us to conclude that the fundamental level of reality is an “a-temporal” space. This perspective could explain the instantaneous communication between particles and why two particles generated by the same source remain linked as the photons of Aspect’s experiment. It is common to think that the force that takes us with feet well planted on the ground is attractive. By the other hand Newton’s law is confirmed by Keplero’s kinematic. Yet since 1916 General Relativity, today universally acknowledge as “The” gravitational theory, assumes that gravitational acceleration field due to presence of a mass in the space is caused by a local distortion of space – time around the same mass. So “ubi major minor cessat”. But it is not enough. If time is not a physical being how can it dilate or contract ? And some more, why to force space time distortions, due to a gravity field, being absolute and not relative, that is that, in reality, they are only measures done from other reference systems (inertial in SR not inertial in GR) ?
Then it's so crazy to think about a gravitational theory with only spatial dimentions ?

Marius inquires into this direction.

Stefano Gusman

Il tempo non esiste (dedicato al "lupo" Marcello)

Puo' una teoria gravitazionale pensata solo con dimensioni spaziali essere "fisicamente consistente" ? Se gli esperimenti di Alain Aspect sulla "non località quantistica" sono veritieri parrebbe di si.
Alain Aspect nel 1982 realizza una serie di apparecchiature che permettono di risolvere il contenzioso che ormai da mezzo secolo aveva opposto i fisici che si riconoscono nelle posizioni "classiche" (Einstein, ecc.), con i fisici quantistici della "scuola di Copenaghen".
Egli, insieme con Jean Dalibard e Gérard Roger, due ricercatori dell’Istituto di Ottica dell’Università di Parigi, in quell'anno riesce a verificare alcune delle ipotesi "non localistiche" della teoria quantistica, tra cui la disuguaglianza di Bell.
Al centro delle apparecchiature utilizzate da Aspect e collaboratori nei loro esperimenti viene posto un atomo di Calcio il cui decadimento produce una coppia di fotoni che sono fatti muovere lungo percorsi opposti. Lungo uno di questi percorsi, di tanto in tanto e in maniera del tutto casuale, viene inserito un "filtro" (un Cristallo Birifrangente) il quale, una volta che un fotone interagisce con esso, può, con una probabilità del 50%, deviarlo oppure lasciarlo proseguire indisturbato per la sua strada. Agli estremi di ogni tragitto previsto per ciascun fotone viene posto un rivelatore di fotoni.
Quindi Aspect verifica che nel momento in cui lungo un percorso viene inserito il Cristallo Birifrangente e si produce una deviazione del primo fotone verso il rivelatore fotonico posto alla fine di quel percorso, anche il secondo fotone (cioè il fotone proseguente lungo un altro percorso, quello con il fotone separato e senza "ostacoli" davanti), "spontaneamente" ed istantaneamente, devia verso un altro rivelatore fotonico. Praticamente l’atto di inserire il Cristallo Birifrangente con la conseguente deviazione del primo fotone produce un effetto istantaneo a distanza sul secondo fotone, inducendolo a deviare.
Nonostante tutto ciò possa apparire come inspiegabile in quanto totalmente confliggente con il principio di località, effettivamente esso è un fenomeno che accade durante l'esecuzione di esperimenti su coppie di particelle correlate. Questi "insoliti" comportamenti naturali delle particelle elementari sono tali, secondo i fisici quantistici ortodossi, solo se si ragiona secondo una "logica classica". Se si ragiona nell'ottica che esista un sistema correlato nel quale la distanza spaziale è inifluente, questi fenomeni risultano comprensibili.

Un'interessante interpretazione dell'entanglement è quello di cui al seguente ampio stralcio di un articolo del fisico - scrittore Davide Fiscaletti.
La non separabilità quantistica.
"Uno degli aspetti più sorprendenti che caratterizzano il mondo microscopico sta nel fatto che le particelle subatomiche hanno la capacità di comunicare informazioni istantaneamente a prescindere dalla loro distanza. Qui si mostra che questo fenomeno, la non separabilità quantistica, può essere spiegato assumendo che esistano diversi livelli della realtà fisica; si suggerisce che, al livello fondamentale, le particelle sono legate le une alle altre per mezzo delle onde ad esse associate e lo spazio fisico ha un carattere a-temporale.
La meccanica quantistica è la teoria fondamentale che sta alla base della moderna visione dei fenomeni naturali. Tuttavia, malgrado gli incontrastati successi sul piano applicativo e le numerosissime conferme sperimentali che si sono accumulate sin dalla sua nascita (avvenuta nella seconda metà degli anni '20 del secolo scorso), questa teoria ha dato luogo ad un acceso dibattito sui propri fondamenti, su quello che dice a proposito del mondo. Ci sono infatti degli aspetti di questa teoria che la fanno sembrare esotica e misteriosa, lontana dal senso comune. Tra questi, l’aspetto più sorprendente è sicuramente rappresentato dalla non località, dalla non separabilità delle particelle subatomiche. In base a un famoso teorema dimostrato nel 1964 dal fisico irlandese John Stewart Bell (che è considerato da molti esperti nel campo dei fondamenti concettuali della meccanica quantistica come il più importante recente contributo alla scienza), un’esperienza avvenuta nel passato tra due particelle subatomiche crea tra di esse una forma di “connessione” per cui il comportamento di ciascuna delle due condiziona in modo diretto ed istantaneo il comportamento dell’altra indipendentemente dalla distanza che le separa. Per esempio, nel caso di due particelle subatomiche inizialmente accoppiate e che poi vengono separate e allontanate l’una dall’altra, se ad un certo istante invertiamo il senso di rotazione (chiamato dai fisici con il termine “spin”) di una delle due, in quello stesso istante anche l’altra inverte il suo senso di rotazione, indipendentemente dalla distanza che separa le due particelle. Ai giorni nostri, non è stata trovata ancora alcuna contro-argomentazione significativa in grado di mettere in discussione la validità del teorema di Bell. Tutti gli esperimenti effettuati finora – e particolarmente significativi sono, in questo senso, gli esperimenti di Alain Aspect (1981) al laboratorio di ottica di Orsay, di Yanhua Shih (2001) dell’Università del Maryland e di Nicolas Gisin (2003) dell’Università di Ginevra – hanno confermato il risultato ottenuto da Bell, vale a dire che la non località deve essere considerata una caratteristica fondamentale e irrinunciabile del mondo microscopico, che le particelle subatomiche sono capaci di comunicare istantaneamente a prescindere dalla loro distanza. La comunicazione istantanea, l’intreccio tra le particelle subatomiche – effetto noto anche con il termine tecnico di “entanglement quantistico” - può essere considerato uno dei più grandi misteri della conoscenza umana: pur essendo un fenomeno osservabile e ripetibile, non sembra avere una chiara spiegazione logica. In questo articolo, ci proponiamo di illustrare un’interessante interpretazione della non località e dell’entanglement quantistico sviluppata dal fisico anglo-americano David Bohm (nota anche come teoria dell’ordine implicito o modello olografico della realtà) e le prospettive che può aprire nella descrizione del mondo fisico (in particolare nello studio delle interazioni fondamentali); successivamente, mostreremo che la non separabilità delle particelle subatomiche può essere spiegata sulla base dell’idea che lo spazio fisico, al livello fondamentale, ha un carattere a-temporale.
Una delle idee di partenza fondamentali della teoria di Bohm è il dualismo oggettivo onda-corpuscolo: ciascun oggetto atomico elementare viene visto come costituito da un’onda e da un corpuscolo contemporaneamente, con l’onda che ha il ruolo di guidare il corpuscolo nelle regioni dove la funzione d’onda (che è l’ente matematico con cui nella teoria quantistica viene descritto lo stato di ogni sistema fisico) è più intensa. La caratteristica principale della teoria di Bohm, che consente di fornire una descrizione causale dei processi atomici, è la seguente: la funzione d’onda agisce come un’onda pilota che guida la particella corrispondente, attraverso l’azione del potenziale quantico, nelle regioni dove essa è più intensa. In altre parole, nell’ambito delle idee di Bohm, il moto delle particelle non si manifesta in maniera casuale, ma sotto la guida di un “campo nascosto”, cioè appunto il potenziale quantico, in grado di determinarne la traiettoria. Si tratta di un potenziale nato dal “vuoto” che non opera come i campi elettromagnetici classici, la cui azione dipende dall’intensità e dalla distanza, ma che agisce in maniera istantanea e solo come pura “forma”. La particella si comporta in pratica come una nave che arriva al porto grazie alla potenza dei suoi motori ma sotto la guida di un radar che le indica la strada da seguire. I motori rappresentano il comportamento classico delle particelle nel mondo fisico che conosciamo (per esempio l’azione dei campi elettromagnetici), mentre il radar rappresenta l’azione del potenziale quantico.Ora, Bohm ha mostrato che è proprio il potenziale quantico a determinare la non località dei processi microscopici, la comunicazione istantanea tra le particelle subatomiche: il potenziale quantico informa ogni particella dove andare, come se dietro alla realtà fenomenica spazio-temporale fatta di materia ed energia, esistesse un piano nascosto che la guida e la unisce a tutte le altre particelle in un’unica simbiosi cosmica. Insomma, particelle distanti anche miliardi di anni luce sono in grado di comunicare tra di loro informazioni in modo istantaneo proprio grazie all’azione del potenziale quantico.Per interpretare la non località quantistica, nelle sue ricerche degli anni '70 e '80 Bohm introdusse la distinzione tra foreground e background, ossia tra ordine esplicito (esplicate order) ed ordine implicito (implicate order). Secondo Bohm è possibile individuare nella meccanica quantistica due diversi livelli di descrizione dei sistemi fisici: l’interpretazione standard e il suo formalismo ci permettono di rendere conto del foreground, dell’ordine esplicito del mondo macroscopico così come ci appare dalle nostre misure, e che è caratterizzato da manifestazioni locali e frammentarie; quello che avviene nell’ordine esplicito rappresenta tuttavia una proiezione del livello fondamentale, nascosto, cioè il livello del background e dell’ordine implicito, caratterizzato da non località e non separabilità. Bohm suggerisce quindi che nell’indagine della realtà fisica bisogna distinguere tra gli aspetti “avviluppati”, legati al livello nascosto e quelli “dischiusi”, che si manifestano come proiezioni del livello fondamentale. In base alle idee di Bohm, il comportamento delle particelle subatomiche indica chiaramente che esiste un livello di realtà del quale non siamo minimamente consapevoli. Se le particelle subatomiche ci appaiono separate è perché siamo capaci di vedere solo una porzione della realtà (cioè il foreground o ordine esplicito); ad un livello più profondo esse non risultano “parti” separate bensì sfaccettature di un’unità più profonda e basilare. A questo livello più profondo e fondamentale (che è appunto il background o ordine implicito), tutte le particelle subatomiche sono infinitamente collegate in una sorta di interezza continua.
La teoria oggi universalmente accettata sulla gravitazione è la relatività generale di Einstein, in base alla quale la gravità viene vista come modifica delle proprietà geometriche dello spazio-tempo. In altre parole, la relatività generale stabilisce che è la struttura dello spazio-tempo che determina le traiettorie dei corpi in movimento (o le loro posizioni, nel caso in cui i corpi sono fermi). Due masse che interagiscono, in base alle nostre idee, devono essere sempre immaginate come costituite ciascuna da una particella e da un’onda contemporaneamente, con le onde che hanno il ruolo di guidare le particelle corrispondenti nelle regioni dove il campo gravitazionale è più intenso, vale a dire in modo tale da provocare l’attrazione delle due particelle stesse. Il dualismo oggettivo onda-corpuscolo consente di fornire un’interpretazione intuitiva del risultato fondamentale della relatività generale, secondo cui la gravità si esplica come modifica della geometria spazio-temporale. Infatti, possiamo ipotizzare che, al livello più profondo della realtà, ci sia un’entità mediatrice vera e propria a produrre la modifica della geometria dello spazio-tempo (e di conseguenza, a trasmettere la gravità), e che quest’entità sia proprio un’onda data dalla combinazione delle onde associate alle particelle interagenti. Questo significa che, nell’ambito del nostro modello interpretativo, la modifica della struttura spazio temporale con cui si esplica la gravitazione può essere ricondotta a un’onda. Insomma, sulla base delle nostre idee, si apre questa interessante prospettiva: il mezzo con cui si trasmette l’interazione gravitazionale, determinando a sua volta una modifica della geometria dello spazio-tempo, è l’onda risultante dalla combinazione delle onde associate alle particelle materiali interagenti.
Non località quantistica e a-temporalità dello spazio fisico.
Per affrontare e interpretare la faccenda della non località, della strana forma di connessione delle particelle subatomiche a prescindere dalla loro distanza, in base alla ricerca del mio istituto il discorso può essere espresso anche in una maniera più sottile ed elegante (nonché feconda di ulteriori sviluppi nello studio del mondo fisico). Si tratta di basarsi su un punto di vista alternativo, rispetto a quello standard, circa il teatro in cui avvengono i fenomeni naturali.L’idea di partenza della nostra ricerca è la seguente. Sulla base della nostra percezione elementare, è oltre le nostre capacità stabilire se il tempo possa essere considerato un’entità fisica reale. Il trascorrere del tempo, infatti, non può essere percepito chiaramente come materia e spazio in modo diretto; noi possiamo percepire solo i cambiamenti chimici, fisici e biologici irreversibili della materia nello spazio fisico (cioè lo spazio in cui esistono gli oggetti materiali). Pertanto, se ci basiamo sulla nostra percezione elementare, possiamo concludere che il tempo esiste solo come flusso di cambiamenti materiali irreversibili che avvengono in uno spazio a-temporale. Il teatro in cui avvengono i fenomeni naturali non è quindi lo spazio-tempo (questo ente fa parte dei modelli matematici dell’universo – in particolare, dei modelli atti a descrivere il livello esplicito - ma non dell’universo stesso): il teatro dell’universo, al livello fondamentale della realtà, è uno spazio a-temporale. Questo è un punto di vista diverso, e per certi versi può anche apparire eretico, rispetto a quello standard, ma è forse più corretto ed appropriato in quanto è più coerente con i fatti sperimentali (vale a dire con il fatto che non c’è nessuna evidenza empirica riguardo al movimento degli oggetti materiali nel tempo). Ora, il carattere a-temporale dello spazio fisico è in grado di gettare nuova luce sulla non località quantistica. La ricerca del nostro gruppo mostra che lo spazio fisico a-temporale consente di spiegare la comunicazione istantanea tra le particelle subatomiche, permette di spiegare perché e in che senso, per esempio, due particelle che provengono dalla stessa sorgente e che poi si allontanano, rimangono legate da un misterioso legame, perché e in che senso se noi interveniamo su una delle due, anche l’altra risentirà l’effetto istantaneamente a prescindere dalla distanza che c’è tra di esse. Secondo le nostre idee, la connessione istantanea tra due particelle quantistiche quando sono a grande distanza può essere vista come un effetto dello spazio fisico a-temporale. Cioè, è lecito pensare che, al livello più profondo (cioè nell’ordine implicito), sia il carattere a-temporale dello spazio a trasmettere l’informazione tra due particelle subatomiche, prima unite e poi separate e portate a grande distanza, a farle comunicare istantaneamente. La comunicazione tra due particelle quantistiche è istantanea e non locale proprio perché, al livello fondamentale della realtà, è a-temporale e, come tale, non ha velocità. Insomma, visto che l’a-temporalità dello spazio è in grado di spiegare e riprodurre la non separabilità delle particelle subatomiche, nell’ambito della nostra ricerca noi intendiamo suggerire l’idea secondo cui l’ordine implicito introdotto da Bohm altro non è che lo spazio fisico a-temporale.Inoltre, tenendo conto che nell’ambito della teoria di Bohm la non località quantistica (riguardante il livello fondamentale della realtà) è determinata dall’azione del potenziale quantico, la nostra visione apre la possibilità che ci sia una sorta di corrispondenza tra potenziale quantico e spazio fisico a-temporale, in particolare che il potenziale quantico possa essere interpretato come lo “stato” dello spazio fisico a-temporale in presenza di processi microscopici. Visto che il potenziale quantico di Bohm è il termine che permette di spiegare l’origine della non località quantistica, e visto che il carattere a-temporale dello spazio fisico è in grado di rendere conto e riprodurre la trasmissione di una informazione istantanea, ne deriva che, quando si ha a che fare con un problema quantistico, è del tutto legittimo interpretare il potenziale quantico come lo stato di questo spazio fisico a-temporale. In definitiva possiamo dire che, se si considera un processo atomico o subatomico, lo spazio fisico a-temporale assume lo stato speciale rappresentato dal potenziale quantico, e questo produce una comunicazione istantanea tra le particelle in esame. In una teoria fisica completa, si può anche pensare che lo spazio fisico a-temporale includa tutti gli oggetti della fisica. La nostra visione apre la possibilità che lo spazio fisico a-temporale rappresenti l’anello di congiunzione di tutti i fenomeni osservati o previsti dalle varie teorie. A questo proposito, le diverse interazioni fondamentali, i diversi campi fisici possono essere interpretati come stati speciali dello spazio fisico a-temporale (e quindi dell’ordine implicito di Bohm interpretato in senso a-temporale) in determinate condizioni, in presenza di certe particelle materiali (e producono delle modifiche nelle proprietà dello spazio a-temporale stesso). Per esempio, in quest’ottica, il campo elettromagnetico creato nello spazio circostante da una particella carica può essere visto come lo stato dello spazio fisico a-temporale in questa determinata situazione.
Conclusioni
In virtù dell’analisi svolta in questo articolo, la non separabilità delle particelle subatomiche può essere spiegata sulla base dell’idea che esistano diversi livelli nella realtà fisica e che, nel livello più profondo, siano le onde associate alle diverse particelle a legarle tra di loro in una fitta rete, in una sorta di interezza continua. Mediante il dualismo oggettivo si aprono prospettive molto interessanti: al livello fondamentale, è possibile trattare in maniera simile le diverse interazioni fondamentali, visualizzando in modo causale l’origine del segnale responsabile di tali interazioni. Inoltre, in base alla ricerca del nostro gruppo, la comunicazione istantanea tra le particelle subatomiche può essere vista come una conseguenza dell’idea che, al livello fondamentale della realtà, lo spazio fisico abbia un carattere a-temporale. E’ lecito pensare che, al livello più profondo, sia il carattere a-temporale dello spazio a trasmettere l’informazione tra due particelle subatomiche, prima unite e poi separate e portate a grande distanza: in presenza di processi microscopici, lo spazio fisico a-temporale assume lo stato speciale rappresentato dal potenziale quantico, e questo produce una comunicazione istantanea tra le particelle in esame. Sotto questo punto di vista, si può concludere che il livello fondamentale della realtà non rappresenta altro che lo spazio fisico a-temporale (e le interazioni tra le varie particelle possono essere viste come stati speciali del livello fondamentale della realtà, inteso come entità a-temporale). "

E' senso comune ritenere che la forza che ci tiene ben piantati in terra sia di natura attrattiva. D'altronde la Legge di Newton è ampiamente "sostanziata" dalla cinematica kepleriana. Eppure è dal 1916 che la Relatività Generale, universalmente riconosciuta come "La" Teoria Gravitazionale ci dice che il campo di accelerazione gravitazionale attorno a una massa nello spazio è dovuto alla distorsione locale dello spazio - tempo attorno alla massa stessa. Dunque "ubi major minor cessat". Ma non basta. Se il tempo non è una grandezza fisica come fa a contrarsi o dilatarsi ? E ancora perche "forzare" dilatazioni e contrazioni dello spazio - tempo in un campo gravitazionale ad essere "assoluti" quando, come dice la parola stessa (relatività) si tratta di fenomeni misurati da altri sistemi di riferimento (inerziali in RS non inerziali in RG).

Forse una teoria gravitazionale in sole 3 (o 3 +n) dimensioni spaziali sarebbe la soluzione.

Marius indaga su questa possibilità.

Stefano Gusman

Specific energy of vacuum

It is intuitive to think that light interacts with matter but not with itself, that is that does not exist possibility of diffusion between two photons. Really the equations of classic electrodynamics, written in 1864 by Maxwell, that describe the light as an electromagnetic wave with frequencies in some steps, are linear in the electromagnetic field, in agreement with overlap principle. So it’s impossible for classic theory the diffusion between light beams.
But physicists soon understood that Maxwell’s description was incomplete. The quantum mechanics, with duality wave/particle, drove in 1920 to development of quantum electrodynamics (QED) by Dirac, Fermi, Schwinger, Feynman and Tomonaga. Exists a quantum non linearity of electromagnetic fields caused by the circumstance that uncertainty principle allows the momentary creation of a “virtual” couple electron – positron from two photons. This couple lives for a short time linked to the Heisemberg’s uncertainty principle and then annihilates emitting two others photons(inelastic diffusion). In other words light interacts only with matter, but for QED doesn't exist a space completely empty because virtual couples electron – positron are non stop created and immediately destroyed : vacuum is like a pot continuously boiling. These virtual particles of matter interact with photons giving out an effective non linearity of electromagnetic fields.

So remains open the problem if photons could interact with themselves in the absence of matter, that is in vacuum. In accord to actual scientific visions photons with highest frequencies (gamma rays), invisible to human eye, interact in vacuum when they have sufficient energy to generate a couple formed by an electron and its antiparticle, the positron. In this instance we don’t have deviation of beams in the crash, but the two ones simply disappear (into the "slang" annihilate) turning into matter (electron and positron exactly). This annihilating process really happens in the particle accelerators and in some astro physicians events.

In the theory exposed in this blog the inelastic diffusion of high frequency photons is due to the breaking of symmetrical interference of transversal sinusoidal waves (that generates stationary ones) with the consequential propagation of the incident waves at lower frequency.

This mechanism would be at the origin of vacuum “specific energy” expressed in Joule/m^3.

Stefano Gusman

Energia specifica del vuoto

Un giorno Marius si è chiesto se la radiazione e.m. sparsa per il cosmo potesse essere un mezzo in grado di trasmettere impulsi di forza come un fluido continuo ed elastico. Secondo Marius questa ipotesi potrebbe non essere cosi' "surreale".
http://ulisse.sissa.it/chiediAUlisse/domanda/2006/Ucau060415d002/ "È intuitivo pensare che la luce interagisca con la materia ma non con se stessa, vale a dire che non ci sia possibilità di diffusione fra due fotoni. In effetti le quattro equazioni dell'elettrodinamica classica, scritte da Maxwell nel 1864, che descrivono la luce come un'onda elettromagnetica con frequenze in un certo intervallo, sono lineari nel campo elettromagnetico, in accordo con il principio di sovrapposizione. Perciò, secondo la teoria classica, la diffusione fra due onde di luce non è possibile.
I fisici hanno capito ben presto, però, che la descrizione data da Maxwell era incompleta. La meccanica quantistica con la dualità onda - corpuscolo, ha portato nel 1920 allo sviluppo dell'elettrodinamica quantistica (QED) da parte di Dirac, Fermi, Schwinger, Feynman e Tomonaga. Esiste una non linearità quantistica dei campi elettromagnetici che origina dal fatto che il principio di indeterminazione consente la creazione momentanea di una coppia "virtuale" elettrone - positrone da parte di due fotoni. Tale coppia vive per un breve tempo legato al principio di indeterminazione di Heisenberg e quindi si annichila emettendo altri due fotoni(diffusione anelastica).
In altri termini la luce interagisce solo con la materia, ma secondo la QED non esiste uno spazio completamente vuoto, poiché coppie virtuali di elettroni e positroni vengono continuamente create e immediatamente distrutte: il vuoto è come una pentola in continua ebollizione. Queste particelle virtuali di materia interagiscono con i fotoni dando luogo a una non linearità effettiva dei campi elettromagnetici."

Resta, dunque, aperto il problema se i fotoni possono interagire tra loro in assenza di materia, cioè nel vuoto.
Secondo le visioni scientifiche attuali, i fotoni di altissima frequenza (raggi gamma), invisibili all'occhio umano, interagiscono nel vuoto quando hanno energia sufficiente per generare una coppia formata da un elettrone e dalla sua antiparticella, il positrone. In questo caso non si ha deviazione dei fasci nello scontro, ma i due fasci semplicemente scompaiono (in "gergo" si annichilano) trasformandosi in materia (elettrone e positrone, appunto). Questo processo di annichilazione avviene, di fatto, negli acceleratori di particelle e in alcuni eventi astrofisici.

Nella teoria gravitazionale esposta in questo blog la diffusione inelastica tra fotoni ad alta frequenza è dovuta alla rottura dell’interferenza simmetrica tra onde traversali sinusoidali (che produce onde stazionarie) con conseguente propagazione delle onde incidenti a frequenza inferiore. Questo meccanismo sarebbe all’origine della densità di energia del vuoto, espressa in Joule/m^3. La banda di frequenza delle microonde di cui è prevalentemente composta la radiazione cosmica di fondo , non renderebbe disponibile una sufficiente quantità di energia per poter innescare i meccanismi di "spinta" che vengono esposti negli articoli successivi, ma l'osservazione degli "outburst" di raggi gamma ad alta frequenza senza apparente rilevazione di sorgenti definite suggerisce l'ipotesi che anche uno spazio "oscuro", in determinate condizioni, possa sprigionare energie "spaventose".

Stefano Gusman

We are made by waves

The title summarizes the conclusions of the theory exposed in this blog.
As we’ll see these considerations could get out also from a simple analysis of well known physical experimental phenomenon, typical of Quantum Mechanics, like the “double - slit” one. This experiment shows as an electromagnetic wave that overtakes the slits can generate, on a photographic plate, a picture of interference (undulating behaviour), or the simple projection of the slits (point/bullet behaviour).
But finally what, in reality, the photon is, a wave or a particle ? If it wouldn’t be a particle would not be appreciated phenomenon like “photoelectric effect”; if it wouldn’t be a wave would not be explained effects like all geometrical optics, interferences and diffractions. The answer to this fundamental question is a basic Quantum Mechanics principle: particles are wave too. Mathematically Schroedinger’s equation describes the phenomenon. Its partial second order derivates make it too much similar to the normal equations of continuous undulating systems. But when we impose bonds like perturbations or potential hole ( that is , in fact, that particle/wave feels the “influence” of a detector/observer), the going on of the wave function changes and this one “collapses” in a solution or “auto status”, showing the quantum, no more continuous, aspect of the particle. Not only photons : also electrons and all the other particles like protons, neutrons and, to say all, ourselves and macroscopic bodies have a wave function associated, but as much the body is great as less undulating aspect is evident. So it happens that an elementary particle can, due to undulating aspect and small dimensions, get out from a potential hole by “tunnel effect” where as we, bigger ones, have too much less probabilities to pass through a mountain due to the same effect. But attention : less probability not zero probability ! This one it’s also the meaning of Heisemberg’s uncertainty principle. The impossibility to divide perfectly impulse and position of a particle would mean that is impossible separate completely one of the two aspects, wave and particle, from the other.

In the Marius gravitational theory elementary particles of Standard Model, as the same physical space, are made up by waves with different frequencies and sizes of the oscillations. So do not exist defined boundaries between particles, but only stable states of matter that theoretic physics describes with quantum models.

Stefano Gusman

Siamo fatti di onde

Il titolo sintetizza le conclusioni della teoria esposta in questo blog.
Come vedremo tali considerazioni potrebbero scaturire anche da una semplice analisi di fenomeni fisici noti, caratteristici della Meccanica Quantistica.
L’esperimento della “doppia fenditura"per esempio, mostra come un’onda elettromagnetica che la sorpassa possa determinare su una lastra fotografica una figura di interferenza (comportamento ondulatorio) o la semplice proiezione delle fenditure (comportamento particellare).
Ma il fotone, alla fine, cos’è veramente, un’onda o un corpuscolo? Se non fosse corpuscolo, non si spiegherebbero fenomeni come l’effetto fotoelettrico; se non fosse onda, non si spiegherebbero effetti come tutta l’ottica geometrica, interferenze e diffrazioni. La risposta a questa domanda fondamentale è un principio della Meccanica Quantistica : le particelle sono anche onde.
Matematicamente è l’ Equazione di Schroedinger a descrivere il fenomeno. Le sue derivate parziali del secondo ordine la fanno somigliare tantissimo alle normali equazioni dei sistemi ondulatori continui.
Quando, pero', si impongono dei “vincoli” come perturbazioni o buche di potenziale (che di fatto significa che la particella/onda sta subendo l’influenza di un rilevatore/osservatore), l’andamento della funzione d’onda cambia e questa “collassa” in una soluzione o “autostato”, rivelando l’aspetto quantistico, non più continuo, della particella. Non solo i fotoni : anche gli elettroni e tutte le altre particelle come protoni, neutroni e, a dirla tutta, anche noi stessi e i corpi macroscopici hanno una funzione d’onda associata, solo che tanto più il corpo è grande, tanto meno l’aspetto ondulatorio è importante. Così, capita che una particella elementare può, grazie al suo aspetto ondulatorio e alle piccole dimensioni, uscire da una buca di potenziale per "effetto tunnel" , mentre noi, più grossi, abbiamo molte meno probabilità di attraversare un monte grazie allo stesso effetto. Ma attenzione, “meno probabilità”, non zero probabilità ! E’ anche questo il senso che sottende il principio di indeterminazione di Heisenberg. Il non poter separare perfettamente posizione e impulso d’una particella dovrebbe significare che non è possibile separare del tutto uno dei due aspetti, onda e corpuscolo, dall’altro.

Nella teoria gravitazionale di Marius le particelle elementari del “Modello Standard”, come lo stesso spazio fisico, sono costituiti da onde caratterizzate da diverse frequenze e ampiezze di oscillazione. Non esistono, quindi, definiti limiti di separazione tra particelle, ma solo “assetti” stabili della materia che la fisica teorica descrive con modelli discreti.

Stefano Gusman

Expanding universe ?

Does it do ? If cosmologic “red shift” is correctly interpreted it would look so. The galaxies recession seems to be an accepted phenomenon, but Halton Arp’s observations show, in an apparently unequivocal main, that heavenly bodies with different red shift and consequently theoretical different speeds and distances from us, really interact, as from photographical documents that show “material bridges” linking the same bodies.










































So how it is possible that masses that would have different ages compared to “time zero” of Big Bang are located at the same distance from us that are observing ? There are much theories that try to explain these phenomenon , like “variable mass” one, but the principle of the “initial event” seems to be objectionable.
Does it, perhaps, necessary to consider BB a local event in a stationary universe ?

With reference to the second picture, in an article of Bahcall and others. published in 1992 "The near-ultraviolet spectrum of Markarian 205" it states that: "... NGC 4319 Absorbs some of the light from Mrk 205, just as expected if NGC 4319 is projected in front of Mrk 205."

This is the abstract :

"We report measurements of the absorption and of the emission lines between 1600 and 3200 A in the spectrum of the nearby AGN Markarian 205 (z = 0.071), which lies at a projected distance of 3 kpc (H0 = 100 km/s) from the nucleus of the nearby barred spiral galaxy, NGC 4319 (z = 0.0047). The results were obtained using high-resolution (R = 1300) observations with the Faint Object Spectrograph of the HST. A total of 15 absorption lines, 13 of which are produced by Galactic gas, and four AGN emission lines are detected. Two of the absorption lines, the Mg II resonant doublet, are produced by gas in the intervening galaxy NGC 4319. This is the first detection of absorption due to intervening gas in this famous quasar-galaxy pair".

The logic is as follows : lets suppose that we have a galaxy "A" and a quasar "B" appearing to have overlapping, but with different redshift. The galaxy has z = 0.1, the quasar z = 0.2. The galaxy at z = 0.1 can 'produce a spectral absorption on the radiation that comes from quasar at z = 0.2 away, according with Hubble’s law that states redshift bound in proportional way to the distance from the observer. The two objects are close only prospectively. The absorption lines have, in fact, redshift 0.1. If we would find the reverse situation, that is B imprinting absorption lines, but with 0.2 redshift. evidently the correlation between red shift and distance would be falsified.
So far, has been found the first case, never the second.

BB is a "relativistic" theory that backwards in the universe history since to a "singularity" where mathematically "diverges" and is not "renormalizable" that is that the infinites of asymptotic solutions are not removable. This happens cause, taking off space to matter, you constrain space time curvature to be "absolute" and not relative and so you "force" it to make a role that can't act : to explain gravity force.

But let’s return to galaxies recession and to the so called “dark energy” that one, for understand, that would give the field of force that put away (or bring near) the heavenly bodies. In the hypothesis of a “stationary” universe Einstein identified it as the “cosmologic constant” disowned by himself successively. Today it talks also about “zero point” energy or vacuum specific energy to justify the acceleration between galaxies. The actual target of experimental research is the “adaptation” of General Relativity to Quantum Mechanics, trying to detect the quantum mediator of gravitational force (the graviton).
The problem is that gravitational theory of GR was thought for a continuous space time not for a quantized one, so the existence of gravitational quantum would be an internal contradiction of the same theory.

The Marius gravitational theory inquires into what could be the real physical nature of this “universal engine”.

Stefano Gusman.

Universo in espansione ?

Si sta espandendo ? Se il “red shift” cosmologico viene correttamente interpretato parrebbe di si. La “recessione” delle galassie è un fenomeno dato per scontato, ma le osservazioni di Halton Arp dimostrano in maniera apparentemente inequivocabile che corpi celesti a diverso red shift e che, quindi, dovrebbero trovarsi a distanze e velocità, rispetto a noi, molto diverse tra loro, in realtà “interagiscono” come da documenti fotografici che evidenziano “ponti di materia” che collegano tali corpi.










Come è possibile, allora, che masse che dovrebbero avere età diverse rispetto al tempo “zero” dell’evento Big Bang, siano alla stessa distanza da noi che le osserviamo ? Molte sono le teorie che cercano di interpretare questi fenomeni, tra cui quella della “massa variabile”, ma il principio dell’evento iniziale mi pare venga ad essere messo in discussione. Forse occorre “derubricare” il BB a evento “locale” in un universo stazionario ?
Con riferimento alla seconda immagine, in un articolo di Bahcall et al. pubblicato nel 1992 "The near-ultraviolet spectrum of Markarian 205". si afferma che :“NGC 4319 assorbe parte della luce emessa da Mrk 205, proprio come ci si aspetterebbe se NGC 4319 fosse prospetticamente davanti a Mrk 205”
L'Abstract dell'articolo è il seguente:

"Riportiamo misurazioni dell’assorbimento e delle righe di emissione tra 1600 e 3200 A nello spettro del vicino AGN Markarian 205 (z = 0,071), che si trova ad una distanza proiettata di 3 kpc (H0 = 100 km / s) dal nucleo della vicina galassia a spirale barrata NGC 4319 (z = 0,0047). I risultati sono stati ottenuti utilizzando osservazioni ad alta risoluzione (R = 1300) con lo spettrografo Faint Object del HST. Vengono rilevati un totale di 15 righe di assorbimento, di cui 13 prodotte da gas galattico, e quattro righe di emissione AGN. Due delle righe di assorbimento, il doppietto di risonanaza Mg II, sono prodotte da gas nella galassia NGC 4319. Questa è la prima rilevazione di assorbimento dovuto a gas a causa in questo famosa coppia galassia-quasar ".

La logica e' la seguente : supponiamo di avere una galassia “A” e un quasar “B” che appaiono sovrapposti ma che hanno redshift differenti. La galassia ha z=0.1, il quasar z=0.2. La galassia a z=0.1 puo' produrre un assorbimento spettrale sulla radiazione che gli arriva dal quasar a z=0.2 piu' lontano. Cio' secondo la tesi che vuole il redshift legato, in maniera proporzionale, alla distanza dall’osservatore secondo la Legge di Hubble. I due oggetti sono vicini solo prospetticamente. Le linee di assorbimento hanno, appunto, il redshift di 0.1. Se trovassimo la situazione inversa, vale a dire che sia B ad imprimere linee di assorbimento, che pero' avranno redshift di 0.2, evidentemente la correlazione tra red shift e distanza sarebbe falsificata.
Finora si e' rinvenuto il primo caso, mai il secondo.

Il BB è una teoria "relativistica" che percorre "all'indietro" la storia dell'universo fino alla "singolarità" iniziale dove, matematicamente, "diverge" e non è "rinormalizzabile", ovvero gli infiniti asintotici delle soluzioni non sono eliminabili. Cio' accade perchè tale teoria, sottraendo spazio alla materia, costringe la curvatura dello spazio - tempo ad essere "assoluta" e non "relativa" e a svolgere un ruolo che non gli compete : spiegare la forza di gravità.

Ma torniamo alla recessione delle galassie e alla cosiddetta energia “oscura” quella, per intenderci, che servirebbe a fornire il campo di forza che potrebbe allontanare (o avvicinare) i corpi celesti. Einstein, nell’ipotesi di universo stazionario, la identifico’ nella costante cosmologica da lui stesso successivamente disconosciuta. Oggi si parla anche di energia “di punto zero” o energia specifica del vuoto per giustificare l'accelerazione relativa tra galassie.
L’obiettivo attuale della ricerca sperimentale è quello di confermare l’adattabilità della Relatività Generale alla Meccanica Quantistica tentando di rilevare i mediatori quantistici della forza di gravità (i gravitoni). Il problema è che la teoria gravitazionale della RG fu pensata per uno spazio – tempo continuo non quantizzato, quindi l’esistenza di quanti gravitazionali sarebbe una contraddizione intrinseca alla stessa natura dello spazio – tempo curvo responsabile del campo di accelerazione gravitazionale.

La teoria di Marius si propone di indagare su quale possa essere la reale natura fisica di questo “motore” dell’universo.

Stefano Gusman.

What about weight ?

Weight definition : P = m g where m is a constant and g variable. In other words weight is the “effect” of gravitational acceleration on a body with mass equal to m.
More complex is to define clearly the concept of mass. In general way the mass could be explained as the quantity of matter into the volume of a body. So, on equal volume, weight is proportional to the quantity of matter contained, that is density. Then the more compact bodies are the more heavy too. The thrust that we feel under our foot is the reaction of the surface on which we are pushed on. This effect is as bigger as greater density and, consequently, smaller the compressibility. The deformations generated by a force aging on a elastic body, in fact, induces also an internal state of tensions as bigger as greater Elasticity Modulus distinctive of the material constituting the body.

For Einstein every body is in freefall. The Sun towards the centre of the galaxy, the Earth towards the Sun, Moon towards the Earth and us towards the centre of the Earth. The reason would be that space – time is curved by masses, and curvature is greater where mass density is bigger. So would be a curvature gradient bending the “lines of universe”. When a surface opposes resistence to freefall motion we feel the weight as on earthly surface. Really also all along our body would be a curvature gradient, therefore going on deeply underground we would be more and more bent and we would see our clock going more and more slower, with our brain getting old more quickly then our feet. But how can it’s possible if in the local system space time stands plane ?

An observer on the earthly surface is subject to a gravitational acceleration field directed toward the center of the Earth then, for the second postulate of GR, stands on a non-inertial platform. It should therefore also stand in a curve space - time. In reality there is no free fall motion of the observer toward the center of the Earth and without relative motion relativity is not applicable, then space-time is flat. All that unless we postulate that all bodies are by themselves in free fall, a nice "trick" that, howeever, doesen't work. Infact a mass is in free fall only if another mass has previously curved spacetime. But going back in time the first mass/energy created in the Big Bang would be also space and time. There aren’t, in fact, time and space without matter, but you can not say that the matter is first and then space/time and not the other way. They coincide in the same event BB. So there couldn’t be any free fall mass/energy motion due to the spacetime curvature, or curved space-time due to the presence of mass/energy. BB event, in Einstein thought for a "continuous" space-time, was instantaneous.This did not apply to the Copenhagen school, according to which space-time was quantized ; infact GR doesen’t work at quantum sizes as mathematically "diverges" (and is not "renormalizable") in the surroundings of the space-time singularity that, really, BB is. The cat chasing its tail or even the chicken and egg dilemma: who came first ?
In brief a logic "fallacy".

Really, for the same RG, we wouldn’t must feel weight here on the Earth as on a black hole horizon of events.

In this gravitational theory the weight of a body on the Earth is generated by a pressing force equally distributed on its surfaces, from ionosphere to nucleus, with much intense pressures as smaller surfaces.

Stefano Gusman

Cos'è il peso ?

Definizione di peso : P = mg, dove m è una costante e g una variabile. In altre parole il peso è l’effetto dell’accelerazione gravitazionale su un corpo di massa m.
Piu’ complesso è definire il concetto di massa. Nei termini piu’ generali possibile potrebbe essere definita come quantità di materia contenuta nel volume di un corpo. Quindi, a parità di volume, il peso è proporzionale alla quantità di materia in esso contenuta, ossia alla densità. Ne consegue che i corpi maggiormente densi sono anche i piu’ pesanti. La spinta che noi avvertiamo sotto i piedi è la reazione della superficie di appoggio al nostro peso. Questo effetto è tanto maggiore quanto piu’ grande è la densità e, quindi, minore la compressibilità. La deformazione generata dall’azione di una forza su un corpo elastico, infatti, induce uno stato di tensioni interne tanto maggiore quanto piu’ grande è il modulo di elasticità proprio del materiale costituente il corpo stesso.

Secondo Einstein tutti i corpi sono in “caduta libera” : il Sole verso il centro della galassia, la Terra verso il Sole, la Luna verso la Terra e i nostri corpi verso il centro di massa della Terra. Il motivo dovrebbe essere che le masse incurvano lo spazio – tempo e la curvatura è piu’ accentuata dove la densità di materia è maggiore. Quindi esiste un “gradiente di curvatura” che piega le “linee di universo”. Se una superficie, ad esempio quella terrestre, si oppone al moto di caduta libera si creano delle forze apparenti come il peso che noi avvertiamo. Quindi anche lungo il nostro steso corpo dovrebbe esistere un sia pur minimo gradiente di curvatura dello spazio – tempo per cui procedendo verso il centro della Terra dovremmo essere sempre piu’ incurvati" e osservare i nostri orologi andare sempre piu’ lentamente. Ma com'è possibile se, localmente, lo spazio – tempo resta piatto ? In realtà, quindi, per la stessa RG, noi non dovremmo avvertire alcun peso, né qui sulla Terra, né sull’orizzonte degli eventi di un buco nero.

Un osservatore posto sulla superficie terrestre è soggetto a un campo di accelerazione gravitazionale diretto verso il centro della terra quindi, per il secondo postulato della RG è su una piattaforma non inerziale. Dovrebbe, quindi, trovarsi anche in uno spazio - tempo curvo. In realtà non esiste alcun moto di caduta libera dell'osservatore verso il centro della terra e senza moto relativo non è applicabile la relatività, dunque lo spazio tempo resta piatto. Tutto cio' a meno di non postulare che tutti i corpi siano di per se in moto di caduta libera, un bel "trucchetto" che, pero’, non regge. Una massa, infatti, è in moto di caduta libera solo se un'altra massa ha preventivamente curvato lo spazio - tempo, ma andando indietro nel tempo la prima massa/energia creatasi con il BB sarebbe stata anche spazio e tempo. Non esistono, infatti, spazio e tempo senza materia, ma non si puo' affermare che venga prima la materia e poi lo spazio/tempo e nemmeno il contrario. Essi coincidono nello stesso evento BB. Quindi non poteva esserci "ab origine" alcun moto di caduta libera di massa/energia dovuta alla curvatura dello spazio tempo, ne curvatura dello spazio tempo dovuta alla presenza di massa/energia. L'evento BB per Einstein che pensava a un "continuo"spazio temporale era istantaneo. Cio’ non valeva per la scuola di Copenhagen secondo la quale lo spazio tempo era quantizzato.E infatti la RG a scale quantistiche non funziona. poichè “diverge” matematicamente (e non è”rinormalizzabile”) negli intorni della singolarità spazio temporale che, appunto, il BB costituisce. Il gatto che si morde la coda o anche il dilemma dell'uovo e della gallina : chi è nato prima ?

In sintesi una "fallacia" logica.

In questa teoria gravitazionale il peso di un corpo sulla Terra è dovuto a una forza compressiva distribuita lungo superfici equipotenziali, dalla ionosfera fino al nucleo, con pressioni tanto piu’ grandi quanto piu’ piccole sono le superfici.

Stefano Gusman

Gravitational waves

Why a blog in topic with gravity nature ? Because Marius and I think that it is the mother of all the unanswered questions in cosmology.
In the blog we present a “non conventional” gravitational theory based on classic mechanical principles, on the model of that one theorized by Georges Louis Le Sage
in the half of XVIII century. Particularly, as we’ll see in the next articles, turns out basic the concept of gravity as a compressing force. The goal is to substitute the "unnatural" concepts of "remote action" or space time curvature with a less "metaphysical" model.
In the theory gravitational waves, thought by General Relativity as space time perturbations, are pressing waves of electromagnetic nature in an euclideus three dimensional space. The appearing of reciprocal attraction between two masses in reality turns out to be a simple effect of mutual shield from the waves given by the masses with consequent “decompression” of the surfaces and relative tidal effects.
















Earth and Moon, for example, are both subject to a gravitational flow directed towards their internal. The flow is made up by perturbation created by their masses in a space set up by sinusoidal transversal and symmetrical waves that generate, by interference, stationary ones. The first waves, no more balanced, spreads from external to internal of the masses. The flow is proportional to the matter density. Consequently to the "shielding effect" Moon tends to be pushed towards Earth and vice versa. The orbital motion re balances the system.

Interferometers try to detect here on the Earth the waves generated by far highly perturbed systems as those ones of supermassive celestial bodies. Really the same waves would be present also in weakly perturbed systems as the Earth - Moon one. The reason for which these systems are not taken in consideration is that the gravitational “signal” would be too much weak. Moreover anomalies of trajectories of extrasolar space probes Pioneer suggest that effective intensity and range of action of gravitational waves are, probably, bigger than the theoretical ones. Then, if really gravitational waves would be pressing waves, at their passing everything (interferometers including), would be affected by an elastic deformation with the result that, from the “before” to the “after” of the passage, for the instrument wouldn't be any difference. This is the reason for which, for this kind of waves, could be much useful an high sensitive seismograph mounted on gimbals and placed in orbit (for example on SSI), so as not detect the Earth's microseismic events.

Stefano Gusman

Onde gravitazionali

Perché un blog “tematico” sulla natura della forza di gravità ? Perché io e Marius pensiamo che sia la madre di tutte le domande senza risposta della fisica cosmologica. Nel blog presentiamo una teoria della gravitazione “non convenzionale” basata su principi meccanici classici, sul modello di quella teorizzata da Georges Louis Le Sage alla metà del XVIII secolo.
In particolare, come si vedrà nei successivi articoli, risulta basilare il concetto di gravità intesa come forza compressiva.
L'obiettivo è quello di sostituire i "controintutivi" concetti di azione "a distanza" o curvatura dello spazio tempo, con un modello meno "metafisico"
Nella teoria le onde gravitazionali, intese dalla Relatività Generale quali perturbazioni dello spazio – tempo, sono onde di pressione di natura elettromagnetica di un normale spazio tridimensionale.
L’effetto di reciproca attrazione tra due masse risulta, in realtà, essere un semplice effetto di mutua “schermatura” dalle onde con conseguente “decompressione” delle superfici affacciate e relativi effetti mareali.















Terra e Luna, per esempio, sono entrambe soggette a un flusso gravitazionale diretto verso il loro interno. Il flusso è originato dalla perturbazione creata dalle loro masse in uno spazio costituito da onde sinusoidali trasversali simmetriche che generano, per interferenza, onde stazionarie. Le prime, non piu’equilibrate, si propagano dall’esterno verso l’interno delle masse. Il flusso è proporzionale alla densità di massa. Conseguentemente all'effetto di schermatura, la Luna tende ad essere spinta verso la Terra e viceversa. Il moto orbitale riequilibra il sistema. La Luna, schermando parte della forza comprimente e causando una decompressione sulla terra, genera l’effetto di marea.

Gli interferometri cercano di rilevare le onde gravitazionali generate da sistemi estremamente lontani e altamente perturbati. In realtà le stesse onde dovrebbero essere presenti anche in sistemi debolmente perturbati come quello Terra – Luna. Il motivo per cui tali sistemi non vengono presi in considerazione è che il “segnale” gravitazionale sarebbe molto debole. Peraltro le anomalie rilevate nelle traiettorie delle sonde extrasolari Pioneer suggeriscono che l’intensità e il raggio di azione delle onde gravitazionali sono, probabilmente, maggiori di quelle teoriche.
Se, quindi, le onde gravitazionali fossero effettivamente onde di pressione al loro passaggio ogni cosa (interferometri compresi) subirebbe una deformazione elastica con il risultato che tra il prima e il dopo il passaggio per lo strumento non vi sarebbe alcuna differenza. Un sismografo ad altissima sensibilità, montato su sistema cardanico e piazzato in orbita, (ad es sulla SSI), in maniera da non rilevare la microsismicità terrestre, potrebbe essere il sistema adatto a rilevare tale tipo di onde.

Stefano Gusman

LHC - ALICE

L’esperimento “Alice” , programmato nell’ambito delle attività del Large Hadron Collider, prevede la collisione fra nuclei di atomi pesanti (Piombo) per rilevare un plasma di quark e gluoni. Nell’accezione comune del termine un plasma è uno stato della materia, elettricamente neutro nel suo complesso, costituito da elettroni e ioni, ma in questo caso la carica complessiva sarebbe quella fornita dalle cariche frazionarie, positive e negative, dei quark. La maniera di manifestarsi di tale plasma dovrebbe essere uno spettro di emissione continuo.
Nel modello atomico di Shroedinger la carica elettrica negativa dell’elettrone è dispersa in una “nuvola” di probabilità attorno al nucleo, in accordo con la doppia natura corpuscolare-ondulatoria dell’elettrone. Sarebbe allora lecito supporre che anche la carica elettrica positiva possa essere trasportata da un’onda, soprattutto in un plasma. Non ci sarebbe, allora, una netta linea di demarcazione fra due quark, fra un quark e un gluone, fra un protone e un elettrone. Un quark sarebbe costituito da onde ad altissima frequenza e confinato da uno spazio oscillante a frequenze ancora superiori. Si ipotizzi uno spazio costituito da onde trasversali sinusoidali con uguali ampiezza e frequenza, simmetricamente polarizzate che si propagano con velocità uguali e opposte. Tali onde potrebbero essere assimilate ai campi elettrico e magnetico di una radiazione, ma la spinta sarebbe equivalente a quella che si propaga su una corda. D’altronde le onde elettromagnetiche trasportano quantità di moto e momento angolare. Tali onde genererebbero per interferenza onde stazionarie, senza propagazione di energia, ma soltanto presenza di energia potenziale tanto piu’ elevata quanto maggiore fosse la frequenza.
Quando una massa dovesse rompere questa simmetria dello spazio oscillante alcuni treni d’onda comincerebbero a propagarsi creando una pressione sulla superficie della massa stessa. Per ovvie ragioni due masse sarebbero spinte l’una verso l’altra. Questa potrebbe essere una possibile spiegazione dell’effetto Casimir e dell’energia “di punto zero”. La struttura “fine” della materia sarebbe uno spazio caratterizzato da un’energia “specifica” espressa in Joule/m^3 (che non per caso sono le dimensioni anche di una pressione espressa in Pascal), proporzionale alla frequenza delle oscillazioni. In questo tipo di spazio un quark sarebbe inevitabilmente compresso e due quark fortemente compressi l’uno contro l’altro, dando ragione delle interazioni nucleari “forti” previste dal modello standard. Per non collassare il quark deve opporre una sufficiente quantità di energia cinetica fornita dalle oscillazioni interne.
La rottura dei componenti del nucleo atomico porebbe rompere anche questi equilibri per cui da un lato si avrebbe il rilascio dell’energia interna dei quark non piu’ confinata, come avviene per il rilascio di una molla compressa e dall’altro si avrebbe un flusso di onde di energia diretto verso lo spazio lasciato libero dai quark, con la possibile creazione di mini buchi neri che, rapidamente, evaporerebbero (emetterebbero, cioe’, la cosiddetta radiazione di Hawking , in quanto accumulerebbero molta energia in un volume ristretto e dovrebbero rilasciarne una parte per ristabilire l’equilibrio con lo spazio circostante.
Anche nel modello standard avremmo, cosi’, un reale continuo fisico come quello inizialmente pensato da Einstein per la sua teoria gravitazionale. Il campo di Higgs sarebbe equivalente al campo gravitazionale, ma senza bosoni, bensì con un solo tipo di materia oscillante a frequenze differenti, in accordo con il principio di indeterminazione di Heisemberg che impedisce di stabilire con precisione la posizione e la quantità di moto di una particella elementare. Non esisterebbe, quindi, alcuna singolarità, ma solo un normale spazio elastico tridimensionale in grado di espandersi o contrarsi a seconda delle necessità.

Nel 1936 il fisico Carl D. Anderson, alle prese con i raggi cosmici in cerca di tutt'altro, scoprì per caso il muone e subito dopo esclamò: "e questo qui, chi l'ha ordinato?" Quando i livelli di energia raggiunti in LHC saranno sufficientemente elevati le particelle rivelate dagli impatti saranno sempre piu' numerose e i fisici avranno sempre piu' difficoltà a trovare nuovi nomi da attribuirgli e sicuramente a qualcuno di loro sfuggirà un " e questi qui chi li ha ordinati ?". Alla fine, le particelle potrebbero non essere piu' distinguibili dal plasma di energia in cui fossero immerse (oppure non ci saranno abbastanza nomi astrusi da inventare).

Marius ed io pensiamo, invece, che Alice fornirà indizi utili a definire la reale struttura fine dello spazio fisico che un tempo era chiamato etere.

Stefano Gusman

ALICE

The “Alice” experiment, projected in Large Hadron Collider, involves the collision between heavy nucleus (Pb) to detect a quark – gluon plasma. In the common meaning the plasma is a state of matter, electrically neutral, composed by electrons and ions, but in this case the total charge would be made up by the fractional charges, positive and negative, of the quarks. The main of this plasma to show itself would have to be a continuous spectre of emission.
In the Shroedinger’s atomic model the position of electronic negative charge around the nucleus is scattered in a “cloud” of probability, in agreement with its double nature, point/bullet – wave. So if the electric negative charge can be a wave the positive one could be a wave too aboveall in a plasma. Then there wouldn’t be a definied boundary between two quarks or a quark and a gluon, and so between proton and electron. A quark would be made up by waves with highest frequency and confined by a swinging space with higher frequency to retain them.
Let’s suppose a space set up by transversal sinusoidal waves with same frequency and size, simmetrically polarized, propagating with equals and opposite speed. These ones could be like the fields B and E of electromagnetism, but the thrust would be equivalent to the one that spreads on a cord. Otherwise e.m. waves transport motion quantity and angular moment. Interfering these waves would create stationary ones, without propagation of energy, but only potential one, as bigger as higher the frequency. When a mass would break this simmetry some train of waves would start to propagate and would create a radiant pressure on the mass surface. With obvious considerations two masses would be pushed one towards the other. This would be a possibile explanation of Casimir effect and “zero point” energy. The fine structure of matter could be an “energetic” space characterized by a specific energy, expressed in Joule /m^3 (that are, not for the chance, the dimensions of a pressure expressed in Pascal), proportional to the frequency of oscillations. In this kind of space a mass like a quark would be comprexed on its surface and two quarks pushed one towards the other like happens with "strong nuclear interaction" of standard model.To not collapse the quark would contain a sufficient kinetic energy given by internal waves too.
The break of atomic components of the nucleus would break this balance too so, by one side there would be a release of the internal energy of the quarks like in comprexed springs, by the other side trains of waves would spread towards the spaces leaved by the quarks in possible mini black holes that would quickly evaporate giving out Hawking’s radiation because would accumulate much energy in a little space and would have to release a share of it to re-establish the balance with the surrounding space.
So we should have also in the Standard Model a real "continuum" like Einstein thought, in a first time, for his gravitational theory.
The Higg’s field would be the same thing then the gravity field, without bosons but only one kind of matter swinging in different frequencies, in agreement with Heisemberg’s principle that forbid to locate with precision the position and the motion quantity of a particle. There wouldn’t be any singularity, but a normal 3d elastic space able to expand or contract itself in chance of need.

In 1936 physicist Carl D. Anderson, while he was working with cosmic rays looking for quite another thing, discovered, for the chance, the muon and soon after said : "who's booked this one?". When LHC will achieve sufficient energy particles detected by impacts will be more and more numerous and physicists will be in trouble to name them and sure someone of them would say : "who's booked these ones?". At the end particles could be no more visible separated from energetic plasma in wich they would be contained (otherwise there will be not enough strange names).

Marius and I think that Alice will give a sign of the real fine structure of physical space that one time was called aether.

Stefano Gusman

"pushing" gravity

In General Relativity space time is curved by matter ; so it’s been definitively abandoned the vision of gravity as a force generated by a mass, as for the common thought is.
From elsewhere it’s been created the “dark energy” to justify observations showing galaxies with relative speed growing.
But why the attribute dark ? Because this “substance” can't be observed if not by the effects that it produces. But also an electromagnetic radiation with highest frequency couldn’t show itself to the ordinary instruments of measure. And then why to dislocate this energy where it’s much useful to explain unusual gravitational effects, when it would be much more logic to think it uniformely distributed in all the universe, being probably these unknown effects visible also by an hypothetical observer standing in our Hubble’s horizon ?
E.M. radiation is the only known thing that can apply pressure on a surface in empty space.
I think to a normal 3d space that, in symmetric conditions, is perfectly balanced, being set up by transversal sinusoidal waves, symmetrically polarized, interfering with opposite directions and same speed, size and frequency. These waves would generate standing ones without propagation of energy, but only potential one. We would have, in a normal 3d space, a vibrant frame, but when a mass would break this vacuum symmetry some waves trains could spread transporting motion quantity and angular moment as electromagnetic waves do and causing a radiant pressure on masses surfaces. This phenomenon could exists since from the size of matter “fine structure”, but not instrumentally visible if not when waves length is close to the gamma rays one. Then not sub atomic particles, but only one kind of matter swinging with different frequencies and only one force.
This is a possible explanation of Casimir effect, because in this kind of “energetic space" a mass would be compressed and two masses would be pushed one towards the other.
The same force could explain strong interaction between quarks in atomic nucleus where waves length is smaller, but higher frequency and so energy.
In the same way gravity would be a compressive force and movement of galaxies, stars and planets, as sub atomic particles, would be the result of not compensated Poynting vectors in a kind of “hydrodynamic space".
By the other side a single object with equatorial diameter bigger than, about, 200 Km assumes, not for the chance, a spherical configuration, because the sphere is the geometric volume better balanced by external forces (as a sphere submerged in the water). Probably, in the origin, it was a disorganized quantity of matter that surrounding universe has conformed to the spherical configuration, like a press.
In this kind of space every object “floats or proceeds of rectilinear uniform movement, since an external cause disrupts this state” The external cause could be, for example, a second object that moves a volume of balancing space in analogy with Archimede’s law.
As in mechanical sciences, when the polygon of forces is not closed, the two objects are pushed one towards the other and not collide only if they have sufficient motion quantity to balance the thrust of surrounding space.
The orbital motion would be the consequence of the system rebalancing like electron around atomic nucleus does.
I propose some simple and much approximated gravitational models for some internal planets of solar system and Iupiter, to better explain these concepts.
Let’s considerate the system Earth – Sun and suppose to send away Earth from “Roche’s limit ray” of the Sun (the minimum orbital ray that Earth could have had in the past without be destroyed by gravity of the sun), since to the actual orbit.
Dates available are the following ones :
• MT : Earth’s mass = 5,976 x 10^24Kg ;
• RS : Sun’s equatorial ray = 700.000 km = 700.000.000 m ;
• MS : Sun’s mass nearly 330.000 MT = 1,97 x 10^30Kg ;
• G : universal gravitational constant = 6,67259 x 10-11 m^3 Kg^-1 sec^-2;
• RLim. : Roche’s limit ray = 2,86 x RS nearly 2.000.000.000 m ;
• Rm. : actual medium Earth’s orbital ray = 150.000.000 Km = 150.000.000.000 m ;
• SP : “Planck’s space” = 1,616 x 10^-35m
Supposing Earth’s mass concentrated in a point and dividing the distance Rm. - RLim. in Planck’s spaces (the minimum dimension of a volume that theoretically can contain energy) we obtain : np = Rm. - RLim./ SP = 9,15 x 10^45 that are the quantums of energy aging against the sending away of the Earth from the Sun.
Then radiant energy is : E = np x h x v, with h = 6,626 x 10^-34 Joule sec Planck’s constant and ν frequency of radiation.
The variation of potential energy is : DU = G x MS x MT x (1/ RLim. – 1/ Rm.) = 3,87 x 10^35Joule, so making equal the two terms we obtain v = 6,38 x 10^22 Hz, that is a frequency in the share of spectre of gamma rays.

With the same method let’s try with system Sun – Venus :
• MV : Venus’s mass nearly 81,5 % MT = 4,87 x 10^24Kg ;
• RS : Sun’s equatorial ray = 700.000 km = 700.000.000 m ;
• MS : Sun’s mass nearly 330.000 MT = 1,97 x 10^30Kg ;
• G : universal gravitational constant = 6,67259 x 10-11 m^3 Kg^-1 sec^-2;
• RLim. : Roche’s limit ray = 2,86 x RS nearly 2.000.000.000 m ;
• Rm. : actual medium Venus’s orbital ray nearly 108.000.000 Km = 108.000.000.000 m ;
• SP : “Planck’s space” = 1,616 x 10^-35m
Variation of potential energy is : DU = G x MS x MV x (1/ RLim. – 1/ Rm.) = 3,14 x 10^35 Joule.
Let us divide distance Rm. - RLim. in Planck’s spaces : np = Rm. - RLim./ SP = 6,56 x 10^45.
Then frequency of radiation is v = 7,22 x 10^22 Hz.

Then let’s try with system Sun Mars :
• MM : Mars’s mass nearly 10,74 % MT = 6,42 x 10^23Kg ;
• RS : Sun’s equatorial ray = 700.000 km = 700.000.000 m ;
• MS : Sun’s mass nearly 330.000 MT = 1,97 x 10^30 Kg ;
• G : universal gravitational constant = 6,67259 x 10-11 m^3 Kg^-1 sec^-2;
• RLim. : Roche’s limit ray = 2,86 x RS nearly 2.000.000.000 m ;
• Rm. : actual medium Mars’s orbital ray nearly 230.000.000 Km = 230.000.000.000 m ;
• SP : “Planck’s space” = 1,616 x 10^-35m
Variation of potential energy is : DU = G x MS x MM x (1/ RLim. – 1/ Rm.) = 3,2 x 10^34 Joule.
Let us divide distance Rm. - RLim. in Planck’s spaces : np = Rm. - RLim./ SP = 1,41 x 10^46
In this case frequency is v = 3,42 x 10^21 Hz.

At last let’s analyze system Sun Iupiter. As usual, dates avalaible are :
• MI : Iupiter’s mass nearly 1,90 x 10^27Kg ;
• RS : Sun’s equatorial ray = 700.000 km = 700.000.000 m ;
• MS : Sun’s mass nearly 330.000 MT = 1,97 x 10^30Kg ;
• G : universal gravitational constant = 6,67259 x 10-11 m^3 Kg^-1 sec^-2;
• RLim. : Roche’s limit ray = 2,86 x RS nearly 2.000.000.000 m ;
• Rm. : actual medium Iupiter’s orbital ray nearly 778.330.000 Km = 778.330.000.000 m ;
• SP : “Planck’s space” = 1,616 x 10 ^-35m
Variation of potential energy is : DU = G x MS x MI x (1/ RLim. – 1/ Rm.) = 1,2 x 10^38 Joule.
Let us divide distance Rm. - RLim. in Planck’s spaces : np = Rm. - RLim./ SP = 4,8 x 10^46.
Frequency of radiation is v = 3,77 x 10^24 Hz.

Telescope LAT, on board of Fermi satellite, is able to detect photons from 20 MeV to over 300 GeV, with order of size of frequencies since over 10^25 Hz.

We can resume all this with relation : n h ν = DU with obvious meaning of symbols.

Stefano Gusman