lunedì 8 febbraio 2010

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

sabato 6 febbraio 2010

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

venerdì 5 febbraio 2010

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