La materia oscura finalmente scoperta? Ma questa è la mia teoria!

Da  Repubblica .it  

"Con le onde gravitazionali potremmo aver scoperto anche la materia oscura

A proporlo è un team di fisici della Johns Hopkins University. Stando ai loro calcoli le onde gravitazionali osservate da Ligo sono infatti compatibili con la rilevazione di due buchi neri primordiali, corpi celesti che potrebbero fornire una risposta al mistero della materia oscura.

di Simone Valesini     28 Giugno 2016

Finalmente l'ipotesi giusta sulla materia oscura

In questo mese prima alla chetichella, poi sempre più apertamente, gli addetti ai lavori della fisica cosmologica, hanno cominciato ad ammettere qualcosa che fino ad oggi solo un autodidatta aveva ipotizzato.

III) Pesare l'universo: i supermassicci buchi neri

(Continuazione) Dice Evalyn Gates che i cugini, colossi, dei buchi neri stellari sono "i buchi neri supermassicci che si annidano nel centro della maggior parte delle galassie, incluse la nostra. I buchi neri supermassicci hanno masse pari a milioni o anche miliardi di volte quella solare e si ritiene che siano il motore che alimenta i quasar dell'universo primordiale". (Sempre da "IL TELESCOPIO DI EINSTEIN" 2009)

Nell'ipotesi, sostenuta dall'autore di questo blog (dell'universo costituito da contenitori di contenitori), ciò che dai cosmologi viene erroneamente definito "buco nero" altro non è che materia oscura della massima densità possibile, che si trova nel centro di ciascun contenitore: dalle galassie ai gruppi locali, agli ammassi, ai superammassi e, infine, all'universo intero. In questa ipotesi, la prima a formarsi è stata l'enorme, quasi infinita, materia oscura al centro del big bang (50%); successivamente si sono formate le materie oscure al centro dei superammassi (25%), ecc.

Scrive Gates: "Gli ammassi sono gli oggetti più grandi e massicci dell'universo e la maggior parte della loro massa è costituita da materia oscura. Studiarli significa dunque studiare la massa oscura dell'universo", della quale i fisici e i cosmologi non sanno ancora di che cosa si tratti realmente, non avendo ancora compreso che essa altro non è che la massima densità della materia, che ha perso tutta la sua energia radiante nella forma chiamata erroneamente "buco nero".

II) Massa o energia oscura?

(Continuazione) Sempre da Evelyn Gates veniamo a sapere che "L'energia oscura non si raggruppa come la massa, ma sembra permeare il cosmo in maniera più o meno omogenea". In realtà, dopo aver recuperato per l'ennesima volta la costante di Einstein come entità matematica, e questa volta per poter rendere conto dell'energia oscura, di quest'ultima, però, non si sa assolutamente nulla, mentre si sa da tempo che nel cosmo c'è una forma di energia invisibile che si fa sentire, ed è l'energia potenziale gravitazionale, tanto maggiore quanto maggiore è la massa che la esprime.

L'autrice parla di "una gigantesca ragnatela di materia oscura, cosparsa di galassie e di più rari ammassi che si collocano nei punti di intersezione come colossali ragni cosmici. Questa ragnatela è oscura, ma massiccia, e la sua formazione è stata influenzata dall'energia oscura". Nulla di più generico si poteva concludere dopo le numerose osservazioni cosmologiche!

I) Massa o energia oscura?

Ricaviamo da Evalyn Gates, "IL TELESCOPIO DI EINSTEIN la caccia alla materia oscura e all'energia oscura" (2009), la seguente osservazione: "La gravità, che si pensava fosse l'entità dominante alla scala dell'universo sta cedendo il controllo del cosmo a questa sostanza sconosciuta e invisibile": l'energia oscura! Ma "La materia oscura, qualunque cosa sia e ovunque si aggreghi, deforma anch'essa lo spazio che la circonda. La radiazione luminosa che si propaga nell'universo segue le pieghe di questa increspatura e descrive una traiettoria curva intorno a un oggetto massiccio, esattamente come se una lente gigantesca fosse stata collocata nello spazio. Le deformazioni nella trama dello spazio si comportano come lenti gravitazionali che deviano la luce in maniera del tutto simili a quanto fanno le lenti meno esotiche, di vetro o di plastica".

Così è sorto "un nuovo mistero: che cosa sono queste sostanze oscure che dominano il cosmo?" Se i fisici avessero dato ascolto ad Engels, avrebbero saputo da molto tempo che il cosmo è dominato soltanto dalla polarità dialettica repulsione (energia) - attrazione (gravitazione). Allora, la questione principale sarebbe stata quella di stabilire l'entità del dispendio riguardante questa polarità, ossia, quanta energia esiste originariamente e quanta va perduta rovesciandosi nel proprio opposto polare: la massa gravitazionale.

Dal 1998, i cosmologi, partendo dalla concezione dell'universo "a salire", hanno creduto di scoprire l'accelerazione dell'allontanamento delle galassie invece del loro rallentamento, e hanno creduto di poterne attribuire la causa a una pretesa energia oscura. Secondo la teoria dialettica, è invece da ritenere che, nella evoluzione del cosmo, in un universo "a scendere", siano i successivi collassi (che formano all'interno i cosiddetti buchi neri e proiettano all'esterno "schegge" di materia luminosa) ad essere responsabili di accelerazioni soltanto locali.

I] Costituenti ultimi, senza fine, della materia

Altrove abbiamo spiegato perché è erronea la visione della materia costituita di parti o componenti sempre più piccole. Per i fisici teorici, invece, dopo aver teorizzato i quark come costituenti ultimi, adesso è la volta dei preoni, concepiti come componenti dei quark. Come abbiamo già affermato, l'errore consiste nel fatto che il cosiddetto componente è più massivo del composto, tanto che per "trovarlo" occorre restituirgli un'energia sempre più grande: è il famigerato "difetto di massa" che dovrebbe essere chiamato più correttamente difetto di energia, perché è l'energia che si dissipa nel dar luogo al cosiddetto composto.

Ne consegue che il preone dovrebbe avere molta ma molta più energia del suo composto, il quark: energia che si è persa nel raffreddamento dell'universo e perciò è inesistente, allo stato attuale, persino nei nuclei galattici. Ora, poiché occorrerebbe recuperare un livello di energia duraturo molto elevato per vedere, per così dire, i quark liberi, che energia primordiale dovrebbe esistere per riprodurre i preoni liberi?

Ciò che si dovrebbe chiarire, una volta per tutte, è che, se l'energia ha un suo massimo (supposto che sia il livello della cosiddetta massa di Planck), i processi umani, ossia i processi fisici riprodotti con energie possibili sulla terra, saranno sempre troppo, troppo lontani da quel livello massimo. Ma ciò che conta scientificamente non è raggiungere l'impossibile particella ultima coincidente con la massa di Planck, l'importante è comprendere l'evoluzione del cosmo scandita dalla dialettica repulsione-attrazione. Tutto il resto è solo una patina di bugie interessate, prodotte da fisici teorici che non sanno come giustificare economicamente la loro attività in luoghi come Fermilab o LHC.

"La materia oscura che rallenta l'Universo"

"E' il 20% in più di quanto si credeva: rappresenta la parte ignota del cosmo". 

E' così che il "Corriere della Sera" del 23/3/13 presenta i risultati prodotti dal nuovo satellite "Planck" dell'agenzia spaziale europea Esa, dopo 15 mesi di osservazioni. Secondo Nazzareno Mandolesi dell'Università di Ferrara e dell'Istituto Nazionale di astrofisica, l'aver misurato più materia oscura significa che l'energia oscura concepita fino adesso diminuisce, e quindi "che la velocità di espansione dell'universo è meno accelerata di quanto si ritenesse. Perché essendoci meno energia oscura l'universo è più lento, l'effetto attrattore che gli imprime velocità è dunque più ridotto".

VI) Il fallimento della teoria relativistica dei buchi neri si manifesta nella proliferazione di continui aggiustamenti

Seguendo l'articolo "Un modello astrofisico dei buchi neri",*di R.H. Price e K.S Thorne, possiamo, per così dire, mettere in fila  le contraddizioni irrisolte della teoria relativistica dei buchi neri, inadeguata a rendere ragione dei fenomeni astrofisici, ragion per cui molti fisici, tra i quali gli stessi autori dell'articolo, sono tentati da nuovi aggiustamenti della teoria fondamentale relativistica, senza per altro avere il coraggio e neppure la possibilità di abbandonarla.

Se una teoria non funziona, è giusto cercare un'altra teoria, ma se non funziona perché smentita empiricamente, occorre cercarne un'altra che non venga invalidata dall'esperienza. Così pensano Price e Thorne, che si rifanno al concetto di paradigma di Kuhn. Come abbiamo già esaminato nella sezione dedicata alla Teoria della conoscenza, i paradigmi di Kuhn sono quegli insiemi di regole, diagrammi, leggi e formule matematiche, che dovrebbero permettere di risolvere i problemi specifici di una data scienza (i cosiddetti "rompicapi").

V) La pretesa estrazione di energia dai "buchi neri"

L'"energia stimolata" dal collasso gravitazionale e la formazione  di materia oscura

Una delle tante assurdità della teoria relativistica dei buchi neri è la "scoperta" della possibilità di "estrazione" di energia da un buco nero rotante. Grazie al solito metodo dell'esperimento di pensiero, i fisici sviluppano il seguente ragionamento: immaginiano un buco nero rotante di massa M e una particella di energia E0. Immaginiamo poi di far spaccare questa particella in due, in modo che il primo frammento abbia energia negativa (sic!) E1 e cada nel buco nero, mentre il secondo frammento si allontani. Essendo E0 = E1 + E2, poiché E1 è negativa, E2>E0. Di conseguenza avremo: dentro il buco nero Mc2 - E1, e, fuori dal buco nero E0 + E1. "In altre parole -conclude Wald- abbiamo estratto energia di valore assoluto E1 (positiva) dal buco nero. L'espediente con cui abbiamo ottenuto questo risultato è stato quello di costringere (sic!) il buco nero ad assorbire energia negativa". 

A noi pare, invece, che il vero espediente sia stato quello di prendere una particella, immaginando di spaccarla in due paradossali frammenti, di cui uno risulti maggiore della particella intera, e l'altro, di conseguenza, risulti negativo (sic!). Ma riguardo all'espediente di costringere il buco nero ad assorbire energia negativa, una cosa è immaginarlo, altra cosa non solo realizzarlo, ma persino immaginarne il modo. Nonostante l'ottimismo espresso nelle seguenti parole: "Questi processi portano alla creazione spontanea di particelle in prossimità di un buco nero, e, in linea di principio, portano alla "evaporazione" del buco nero"", quando poi si tratta di immaginare un modo realistico, occorre rivolgersi a processi fisici molto più  semplici e noti, ma con i quali, come vedremo, i buchi neri non hanno niente a che vedere.

IV) Il collasso totale gravitazionale e l'insussistente simmetria sferica del "buco nero"

Scrive Wald, nel testo già citato*: "Che cosa succede, invece, quando la massa del nucleo supera il doppio della massa solare, oppure quando la velocità di implosione è troppo grande per potersi fermare, anche se la massa è inferiore a due masse solari, oppure quando altra massa cade su una stella di neutroni -o su una nana bianca- e porta la massa totale a superare il valore critico che permette la stabilità?"

Si tratta del collasso totale gravitazionale, su cui è fondamentale avere un'esatta comprensione, anche per l'importanza che questo fenomeno assume in relazione al big bang. Ne abbiamo già anticipato una conseguenza logica: se si ipotizza, come fanno i relativisti, che possa esistere un collasso estremo che annienta la materia, allora anche il big bang non potrebbe fare a meno di annientare la materia, il che è assurdo.

La teoria della relatività si trova in grave imbarazzo, di fronte al fenomeno del collasso gravitazionale estremo. "Purtroppo -scrive Wald- nella relatività generale, l'analisi teorica di ciò che avviene in situazioni generiche durante il collasso gravitazionale -anche tralasciando le complicazioni dovute al comportamento della materia- è assai difficile. E' assai difficile trarre soluzioni esatte dall'equazione di Einstein che descrivono il collasso gravitazionale; gli stessi tentativi di trovare soluzioni approssimate, mediante integrazioni numeriche eseguite con il computer, non hanno avuto esiti brillanti, anche se si tratta di un campo in rapida espansione".

III) Lo strano modello di "buco nero"

Abbiamo già considerato, a proposito del "buco nero", che l'unica questione seria è la comprensione dello stato della materia alla massima densità, questione già posta dai newtoniani che avevano ipotizzato l'impossibilità, per qualsiasi forma materiale, compresa la luce, di sfuggire all'enorme attrazione gravitazionale di un corpo estremamente denso.

Vedremo ora, seguendo uno dei maggior fisici del momento, Roger Penrose, che la teoria della relatività, nonostante affermi l'inadeguatezza della teoria gravitazionale newtoniana, è costretta a ribadire più volte asserzioni "newtoniane", mentre, in senso relativistico, riesce solo a concepire caratteristiche strane -poste sempre tra virgolette, come ad esempio la "caduta" dentro il "buco nero" -che non hanno alcun reale significato.

Secondo Roger Penrose*, per densità ancora più grandi di quelle relative alle stelle di neutroni, non è possibile ottenere uno stato di equilibrio stabile. "La teoria gravitazionale newtoniana è allora del tutto inadeguata a trattare il problema e dobbiamo rivolgerci alla teoria della relatività generale di Einstein. Nel far ciò siamo portati a un modello così strano che in confronto persino una stella di neutroni sembra una banalità". Ma vediamo, punto per punto, la descrizione e la specificazione del modello strano di "buco nero" di Penrose. Cominciamo con la prima definizione.

II) Il fittizio modello di "buco nero" e la reale massima densità della materia

Potremmo dire che lo strano modello del "buco nero" elude l'esigenza di spiegare la materia reale al limite massimo di densità. Secondo i coniugi Melchiorri,* lo sviluppo dell'idea di "buco nero" può essere divisa in tre fasi. La prima, quando alcuni seguaci della teoria corpuscolare di Newton pensarono ad un corpo tanto massiccio da richiedere una velocità di fuga superiore alla velocità della luce. Questo corpo era, perciò, pensato invisibile e con una enorme attrazione gravitazionale.

La seconda fase, che i Melchiorri chiamano "geometrica", riguardò lo studio delle proprietà dello spazio-tempo in prossimità di un oggetto di grande massa. Questa fase relativistica non fece che adattare la precedente congettura alle nuove esigenze della teoria della relatività generale di Einstein. "Punto culminante di questa fase è stato il lavoro di Karl Schwarzschild del 1916 e le successive interpretazioni dei suoi risultati. Tra queste l'idea di Eddington del "cerchio magico entro il quale noi non possiamo penetrare con alcun strumento"."

I) "Buco nero", l'irreale maschera della reale materia oscura

Il fisico Kip S. Thorne, in "La ricerca dei buchi neri", così definisce il "buco nero": "un buco con un campo gravitazionale così forte che anche la luce catturata è trattenuta nella sua massa; un buco che curva lo spazio e piega il tempo (sic!)".

Indicare con il termine di "buco" qualcosa che produce la massima intensità gravitazionale, raggiungibile nel cosmo, non solo rappresenta il principale controsenso di questo concetto relativistico, considerato da tutti i fisici prodigiosamente strano, ma significa anche eludere la principale, difficile, questione della fisica: quella della massima densità raggiungibile della materia.

Come vedremo ricostruendo la storia delle idee che hanno prodotto la strana locuzione di "buco nero", tutto nacque dalla considerazione puramente newtoniana della "velocità di fuga" della materia da un grave, in rapporto all'attrazione gravitazionale da esso prodotta. Per farla breve, se, ad esempio, tutta la massa della Terra fosse compressa fino a raggiungere 5,58 cm di diametro, l'incredibile aumento di densità produrrebbe un'attrazione gravitazionale talmente intensa da portare la "velocità di fuga" ad eguagliare la velocità della luce, così da non permettere a nessun oggetto materiale di sfuggire a quel campo gravitazionale; e una ulteriore compressione di questa sfera avrebbe come conseguenza teorica l'intrappolamento della luce stessa.

Materia oscura, la massima densità della materia cosmica

Sotto il titolo "Caccia ai buchi neri XL, sono i mostri del cosmo" dell'articolo pubblicato Su la Repubblica.it (6/3/2013), si può leggere "Nuove osservazioni astronomiche suggeriscono la presenza di buchi neri ultramassivi al centro di remote galassie. Con masse di decine di miliardi di volte quelle del Sole". E' grazie a telescopi sempre più potenti che possono essere individuati "buchi neri" sempre più massicci. Col tempo, sarà quindi possibile verificare se la teoria dell'autore di questo blog abbia un fondamento. (A questo riguardo vedere anche gli scritti già postati). 

Riassumendo in maniera molto sintetica: questa teoria sostiene che i cosiddetti "buchi neri" rappresentano il risultato dell'evoluzione cosmica, la quale si manifesta mediante collassi gravitazionali estremi, responsabili della massima densità della materia nella forma di spinar o disco di materia oscura. Poiché ciò avviene a tutti i livelli, dal big bang ai superammassi, agli ammassi, ai gruppi locali e alle galassie, ci dobbiamo aspettare che la maggior parte della materia nel cosmo si trovi in forma di spinar presenti al centro dei complessi cosmici sopra nominati.

Il big bang e l'universo ciclico

La dispendiosa evoluzione della materia

Partendo da punti di vista spesso diametralmente opposti, la maggior parte dei fisici che si occupano del big bang riescono a rifletterlo soltanto come singolarità, o punto infinitamente piccolo di densità infinita: ciò che, dal punto di vista fisico, non ha alcun senso. Che l'universo rappresenti, invece, energia-materia, o materia in movimento nel vuoto cosmo, è un'idea che viene completamente snobbata. Eppure, per poter pensare fisicamente l'espansione dell'energia-materia prodotta dal big bang, occorre necessariamente presupporre: 1) uno spazio cosmico vuoto e freddo, che permetta il movimento repulsivo della "palla di fuoco" nella direzione dal caldo al freddo, 2) un luogo nel quale tutta la materia dell'universo  partecipi al "grande scoppio".

Escludendo che il big bang sia un evento di creazione della materia e dello spazio dal nulla, possiamo solo pensare che sia un evento immanente al movimento reale della materia, perciò dobbiamo concepirlo considerando le reali condizioni fisiche della sua realizzazione. Se il big bang è l'inizio dell'attuale universo, bisogna prendere in considerazione il fatto che esso abbia un'esistenza limitata, e perciò una fine. Poiché tutto ciò che nasce è degno di perire, la logica vuole che un universo sorto dal big bang, prima o poi, termini il suo ciclo. La ciclicità dell'universo può rendere ragione dell'automovimento della materia come dialettica di repulsione-attrazione. La materia primordiale riceve una spinta repulsiva dal big bang e a questa si oppone l'attrazione gravitazionale. La gravitazione assume, quindi, un ruolo fondamentale nel determinare la fine di un ciclo universale.

Ipotesi della materia oscura al centro dei contenitori del cosmo

Nella nostra ipotesi, il raffreddamento della prima fase termica del cosmo produce incommensurabili nubi d'idrogeno, progenitrici degli attuali superammassi. Con queste nubi inizia la seconda fase, quella gravitazionale, che restituisce, a livello locale, una parte dell'energia termica convertita precedentemente in energia potenziale gravitazionale. La restituzione avviene mediante collassi gravitazionali successivi, con frantumazioni di giganteschi oggetti cosmici e la conseguente formazione, nel lungo periodo, di una lunga serie di contenitori di contenitori -che la classificazione in superammassi, ammassi, gruppi locali e galassie di stelle rappresenta, forse, solo parzialmente.

Il secondo punto fondamentale della nostra ipotesi è che ogni contenitore deve avere al suo centro, come conseguenza del collasso gravitazionale, uno spinar, o massa oscura di materia degenerata, della massima densità, chiamata impropriamente "buco nero", attorno al quale ruotano i corpi contenuti, ad esempio le stelle di una galassia, le galassie di un ammasso, ecc. E' in questa forma che avviene la successiva rarefazione dei grandi complessi di materia nel cosmo. Si tratta a questo punto di andare a vedere se esiste qualche prova della esistenza di centri di massa consistente ma invisibili, attorno ai quali ruotino galassie o ammassi di galassie, ecc., e del fatto che questa massa possa essere considerata materia "oscura".

L'energia oscura non è la soluzione del problema della materia oscura mancante

"La gravità, che si pensava fosse l'entità dominante alla scala dell'universo -scrive Evalyn Gates ("Il telescopio di Einstein" 2009)- sta cedendo il controllo del cosmo a questa sostanza sconosciuta e invisibile": l'energia oscura. Ma se è invisibile e sconosciuta, da dove salta fuori l'idea stessa della sua esistenza? Punto di partenza l'anno 1998, quando si pensò di aver rilevato una accelerazione dell'allontanemento delle galassie, invece del previsto rallentamento dovuto alla presenza della gravitazione universale. L'unica spiegazione che i cosmologi hanno saputo dare finora, partendo da un universo "relativistico" ma anche newtoniano, sostiene la Gates, è che ci doveva essere qualcosa di opposto e di più grande della gravità: ossia, un'enorme energia oscura, invisibile.

Per comprendere questa stranezza, occorre fare una digressione: tra i cosmologi è prevalsa da tempo l'ipotesi dell'universo a salire (botton-up), ovvero di un universo che si è andato via via aggregando, partendo da piccole masse di materia ed estendendosi a masse sempre più grandi così da formare galassie, gruppi locali, ammassi, ecc. Perciò, presupposta una sola spinta iniziale, quella prodotta dal big bang, col tempo la gravitazione avrebbe dovuto rallentare la velocità di allontanamento delle galassie, decelerandola. Poiché, invece, l'osservazione mostra un'accelerazione, l'unica spiegazione plausibile per i cosmologi può essere solo una spinta repulsiva prodotta da una misteriosa energia oscura.

Sulla conferma della reale materia oscura mancante

Chi scrive, dopo aver ipotizzato che la reale materia oscura altro non è che la massima densità della materia prodotta dai collassi gravitazionali estremi (che il modello fittizio di "buco nero" ha mascherato e occultato), ritenne che la conferma alla sua ipotesi poteva venire soltanto grazie alle lenti cosmiche previste da Einstein.

Materia oscura: l'intuizione di un autodidatta

Dopo aver letto un brano tratto da "Origini" (2005) di N. de Grasse Tyson e D. Goldsmith, chi scrive ha deciso di ribadire sinteticamente la sua soluzione della materia oscura, basata su una concezione realistica della evoluzione della materia nel cosmo, senza alcuna concessione a fantascientifici universi paralleli o altre cose del genere.

Il brano è il seguente: "Non ci stiamo inventando la materia oscura dal nulla; al contrario, ne deduciamo l'esistenza dai dati sperimentali, e possiamo affermare che la sua realtà è pari a quella dei cento e più pianeti extrasolari […]. Il peggio che possa accadere è che i fisici (o chiunque altro abbia un'intuizione profonda) scoprano che la materia oscura non è affatto composta da materia, ma da qualcos'altro, e che non riescano a confutare la nuova interpretazione. Potrebbe trattarsi dell'effetto di forze provenienti da un'altra dimensione? Oppure di un universo parallelo venuto a intersecare il nostro? Anche se così fosse, nessuna di queste possibilità eliminerebbe la necessità di ricorrere all'effetto gravitazionale della materia oscura nelle equazioni di cui ci serviamo per comprendere la formazione e l'evoluzione dell'universo".

La soluzione del mistero della gravitazione nello spazio vuoto, privo di dimensioni e geometria

Per Smolin ("L'universo senza stringhe" 2006), "lo spazio ha tre dimen­sioni e una particolare geometria che impariamo a scuola": questo è stato il punto di partenza per le successive concezioni che hanno au­mentato il numero delle dimensioni spaziali. Ma qui non c'interessa il numero delle dimensioni riferite allo spazio: qui ci occupiamo della apparente ovvietà che lo spazio abbia delle dimensioni e una o più geo­metrie.

Il fatto accertato è che la materia, costituendo corpi, può acqui­sire delle dimensioni e una geometria, giacché le figure geometriche sono proprio astrazioni di corpi. Così la geometria euclidea, fornendo tre coordinate, ha permesso di ricostruire forme e dimensioni corporee astratte. Allora, dire che un corpo ha dimensioni spaziali e una geo­metria, significa dire che ha questa o quella grandezza, questa o quella forma geometrica. Ma lo spazio è il vuoto che può essere occupato dai corpi materiali che si muovono in esso. In quanto tale, non ha alcuna dimensione e soprattutto non ha alcuna geometria. O meglio, non ce le ha in senso reale, perché in fisica teorica le ha sempre avute entrambe in senso convenzionale e fittizio.