Una ipotesi per la materia e l’energia oscura - A Hypothesis for Dark Matter and Dark Energy
Placido Munafò
ABSTRACT
If, on the other hand, “dark matter” as it is commonly understood, invisible and intangible, is not present in the universe, but the effects that are observed and attributed to its presence, are instead allowed (triggered) by “information” contained in ordinary (visible) matter, or in space itself in some form (e.g. elementary particles, background radiation, etc.) that we are not yet able to read and understand and that, like that of a plant seed, allows work to develop, for example as the gravitational force might do (compatible also with the law of Relativity that considers the force of a plant to be a “force of gravity”). ) that we are not yet able to read and understand, and which, like that of a plant seed, allows work to be done, e.g. as gravitational force might do (also compatible with the law of Relativity, which regards gravitational force as an effect of the deformation of space)? To do the work, analogous to the seed of a plant, this information contained in visible matter or space somehow gives the possibility (allows) to use the energy available in the environment. It has been observed that galaxies are receding with a strong and unexpected acceleration (expansion of space) justified by assuming the presence of “dark energy”. Could this “dark energy” also be traced back to those effects attributable to the information contained in ordinary matter itself or in space?
La materia oscura (invisibile) e che non assorbe e non emettere nulla nello spettro elettromagnetico e l’energia oscura che fa espandere lo spazio, facendo di conseguenza allontanare ad esempio le galassie tra di loro (non sono le galassie che si allontanano ma è lo sazio che si dilata), secondo molti studiosi rappresenterebbero insieme la gran parte di tutto quanto è contenuto nell’universo, circa il 95%. Non sono misurabili direttamente, non si sa nulla sulla natura della materia oscura, così come non si sa del perché lo spazio dell’universo si sta espandendo con un’accelerazione crescente, ma ne registrano gli effetti della loro presunta presenza. Se invece di ipotizzare l’esistenza della materia oscura e dell’energia oscura proviamo a ricondurre gli “effetti” osservati e giustificati dalla loro ipotetica presenza ad una informazione contenuta nella materia visibile (ordinaria) e nello spazio (ad esempio nelle particelle elementari presenti, ecc.), come una sorta di un ipotetico software che innesca comportamenti non prevedibili con le attuali conoscenza sulla materia ordinaria (visibile) e di conseguenza sulle particelle elementari (microcosmo)? La fisica quantistica descrive il comportamento della materia e delle radiazioni a livello microscopico (atomico e subatomico) evidenziandone comportamenti differenti rispetto al mondo macroscopico, ma senza spiegarne il perché, potrebbe essere un indizio della presenza di quella informazione insita (nascosta) nella materia (atomica o subatomica) che non siamo in grado di leggere?
Nella figura 1 sono rappresentati due fogli di carata con la stessa massa m1, uno bianco e uno scritto che si trovano nello stesso ambiente che possiamo ipotizzare isolato. La massa che ha inizialmente il foglio bianco (tempo Ti) la indichiamo con m1. Con il trascorrere del tempo tutti e due i fogli di carata sono destinati ad aumentare la propria entropia, ad esempio perdendo via via massa per l’azione dell’ambiente (degrado del materiale). Il foglio che contiene una scrittura ha un’entropia più bassa rispetto al foglio bianco avendo acquisito dall’ambiente l’energia necessaria per la scrittura (i-t). La differenza sostanziale tra il foglio bianco e quello scritto è che il secondo contiene una o più informazioni (I-t) codificabili da un osservatore esterno e che può fargli compiere un lavoro, ad esempio contiene le informazioni necessarie per poter tagliare un pezzo di legno. L’entropia dell’ambiente in assenza di un osservatore nel tempo è destinata ad aumentare. Cosa accade all’entropia dell’ambiente in esame se un osservatore già presente nell’ambiente stesso al tempo Ti decodifica l’informazione “i-t” consentendogli di compiere un lavoro? il nostro osservatore per decodificare l’informazione e compiere il lavoro dovrebbe utilizzare l’energia presente nell’ambiente e l’entropia dell’ambiente sembrerebbe diminuire. Essendo un ambiente isolato e considerando l’equivalenza dell’energia con la massa, l’energia complessiva dell’ambiente rimarrebbe costante e quindi uguale a quella al tempo Ti. Mesa in questo modo la riduzione dell’entropia potrebbe essere ricondotta alla trasformazione dell’energia in forme differenti.
Nella figura 2 è rappresentato un ambiente isolato dove al suo interno sono presenti due vasi identici contenenti una uguale quantità terra della stessa composizione. Il vaso A contiene un seme di una pianta e il vaso B un sassolino che ha la stessa massa “mi” del seme. Inizialmente al tempo Ti la massa complessiva contenuta nell’ambiente preso in esame la indichiamo con Mi (comprendendo anche l’aria, l’acqua necessaria alla crescita di piante, accumulatori di energia per l’illuminazione con lampade che potrebbero avere anche la funzione di mantenere la temperatura interna costante, il meccanismo per l’erogazione dell’acqua, ecc.). Ipotizziamo che nell’ambiente vi sia qualche sorta di meccanismo che immette nei due vasi nel tempo una certa quantità di acqua e concime programmati e necessari alla crescita della pianta e che sia anche in grado di regolare adeguatamente le lampade per l’illuminazione dell’ambiente, meccanismo alimentato da batterie sempre contenute nell’ambiate, batterie che hanno inizialmente una quantità di energia accumulata sufficiente a mantenere in vita la pianta per un certo tempo T** necessario alla pianta per riprodursi un numero “n” di volte. Come per l’esempio precedente la riduzione dell’entropia potrebbe essere ricondotta alla trasformazione dell’energia in fome differenti
Dopo un certo tempo Tn nel vaso A sarà cresciuta una pianta che avrà una massa m*>mi e la massa complessiva contenuta nel nostro ambiente la indichiamo con M*i al tempo Tn. Mentre nel vaso B non accadrà nulla, il sassolino avrà ancora una massa “mi “(fatta salva una certa quantità di massa eventualmente persa per un degrado naturale che si disperderebbe ad esempio nel vaso).
Facendo ora riferimento alla figura 1, si può osservare che il foglio scritto trascorso un certo tempo Tn, può trasmettere una informazione (i-t) ad uno degli osservatori che popolano l’ambiente in esame, osservatore che è in grado di codificarla e che può permettergli di compiere un lavoro, lo stesso osservatore può nel tempo trasmetterla ad altri osservatori, senza che questi ultimi debbano necessariamente decodificare l’informazione “i-t” contenuta nel foglio di carta scritto. L’informazione (i-t) si conserverebbe anche dopo che il foglio scritto si sia completamente degradato al punto che l’informazione (i-t) in esso originariamente contenuta non sia più codificabile e trasmissibile. L’informazione è conservata trasmettendola da un osservatore ad un altro utilizzando anche in questo caso l’energia disponibile nell’ambiente ed anche in questo caso, l’entropia dell’ambiente sembrerebbe diminuire almeno fino a quando è presente almeno un osservatore.
Nel secondo caso rappresentato nella figura 2, a differenza del precedente, il seme contiene un’informazione (i-c) che non interagisce con un osservatore, perché non è destinata ad essere codificato da quest’ultimo, ma è utilizzata (codificata) dal seme stesso che fa scattare una sorta di meccanismo che gli consente di utilizzare l’energia disponibile (nelle diverse forme) per dar vita alla pianta e svilupparla. Trascorso un tempo T*>Ti, l’informazione (i-c) viene conservata nuovamente nella stessa forma iniziale (seme) prima che la pianta muoia e come per l’esempio precedente, l’entropia sembrerebbe diminuire almeno sino a quando la pianta rimane in vita, o fino a quanto la pianta è nelle condizioni di riprodursi n volte.
La differenza principale tra i due esempi di figura 1 e 2 è che è che l’informazione (i-t) del foglio scritto della figura 1 può essere trasmessa (codificata) da un soggetto esterno capace di farlo e che con il trascorrere del tempo sarà persa se questa non sarà mai trasmessa (utilizzando l’energia disponibile nell’ambiente) almeno ad un osservatore che abbia questa capacità e che sia in grado di conservarla e trasmetterla a sua volta ad un altro soggetto (osservatore). Invece, nel secondo caso della figura 2 l’informazione (i-c) è presente nel seme e viene utilizzata e conservata dal seme stesso utilizzando le diverse forme di energia utili e disponibili nell’ambiente in cui si trova. In tutti e due i casi (figura 1 e 2) l’informazione dà luogo ad un lavoro, nel primo caso è l’osservatore a compierlo decodificando l’informazione (i-t), mentre nel secondo caso è il “contenitore” stesso dell’informazione (i-c), il seme nel caso di figura 2 a farlo al fine di conservare nel tempo l’informazione. Nel primo caso il fine dell’osservatore e principalmente decodificare l’informazione (i-t) per compiere un lavoro, ma ha la possibilità di trasmettere l’informazione ad un altri/i osservatore/i, opzione questa che dipende dalla volontà dell’osservatore. Nel secondo caso invece il fine del contenitore (seme) è conservare nel tempo l’informazione (i-c).
Terminato questo preambolo, tento di azzardare una ipotesi sulla materia oscura e sulla cosiddetta energia oscura. La mia è semplicemente un’ipotesi che da tempo “mi frulla in mente” e che ho deciso di esporre.
Si discute oramai da qualche decennio sulla presenza dell’energia e della materia oscura. A tal proposito gli studiosi stimano che la materia visibile (ordinaria) rappresenti appena il 5% della materia e dell’energia totale dell’universo (ovvero di tutto quello che è presente nell’universo), mentre la “materia oscura” è stimata attorno al 27% e il restante 68% circa è “energia oscura” (1). Ad oggi non si sa cosa sia la materia oscura e non si è risusciti a spiegare la presenza dell’energia oscura (2), una sorta di stratagemma per spiegare l’accelerazione dell’espansione dell’universo. Si conoscono alcuni effetti congruenti con la loro esistenza, tali da considerarli probabili, come ad esempio l’effetto gravitazionale della materia oscura in grado di deviale la luce e l’osservazione della progressiva accelerazione (espansione) dello spazio (3).
Nel formulare la mia ipotesi mi rifaccio per similitudine al caso della figura 2: il seme che contiene l’informazione.
“Se invece nell’universo non è presente la “materia oscura” così come comunemente si intende, invisibile e impalpabile, ma gli effetti che si osservano e che sono attribuiti alla sua presenza, sono invece permessi (innescati) da una “informazione” contenuta nella materia ordinaria (visibile), o nello spazio stesso in qualche forma (ad esempio particelle elementari, radiazione di fondo, ecc.) che ancora non siamo in grado di leggere e comprendere e che, come quella del seme di figura 2, permette di sviluppare un lavoro, ad esempio come potrebbe fare la forza gravitazionale (compatibile anche per la legge della Relatività che considera la forza gravitazionale come un effetto della deformazione dello spazio)? Per compiere il lavoro, analogamente al seme di figura 2, questa informazione contenuta nella materia visibile o nello spazio in qualche modo dà la possibilità (permette) di usare l’energia disponibile nell’ambiente. È stato osservato l’allontanamento con una forte e inaspettata accelerazione delle galassie (espansione dello spazio) giustificata come anticipato in precedenza, dalla presenza di una “energia oscura” (4). Questa “energia oscura” potrebbe essere anch’essa ricondotta a quegli effetti riconducibili all’informazione contenuta nella materia ordinaria stessa o nello spazio? “(*)
Sintesi bibliografia
1 – Thrne K. Buchi neri e salti temporali, Castevecchi ed.
2 - Tegmamark M., l’universo matematico Ed Boringhieri
3 - idem, Tegmamark M.
4 – Greene B, La realtà nascosta, Ed ET Saggi
5 – Carroll S., Dall’eternità a qui, Adelphi ed.
____________________
(*) Ritengo utile evidenziare il rapporto tra entropia e informazione come la differenza tra la massima entropia possibile e l’entropia del sistema (macrostato) (5)