C’è qualcosa nello spazio vuoto?

Question

Proprio nel vuoto assoluto.

Per il dottor K: e se togliessimo quelle residue particelle, resterebbe qualcosa?

Idem per Bhikkhu.

Mi pare di capire che c'è qualcosa, ma ancora non si sa di che si tratta.

Anche la materia oscura, non è che la conosciamo.

Per DesEssein.
L'effetto Casimir dimostra che c'è energia dovuta alle particelle virtuali, ma non che esse nascano dal nulla.

Per il_bue: Ok, tu dici che che il vuoto quantistico potrebbe avere una densità di
energia.
DesEssen dice invece che la creazione avviene dal nulla, e specifica
(si tratta forse di un miracolo?).
La questione è tutta lì, c'è qualcosa o non c'è niente?
Sarà anche una questione filosofica e non fisica, ma mi piace chiedermi il perchè delle cose.
Magari aspetterò chi mi risponda un filosofo.

Per galois_ab: Ok, anch'io ho il serio dubbio di poter capire cos'è il vuoto, cos'è la teoria dell'emergenza e l'entità statica che si espande e si gonfia.
Ma tu che l'hai capito, mi sai dire semplicemente se nel vuoto c'è qualcosa o no?
Oppure la domanda è stupida? Oppure non ha una risposta che tutti possano capire?
Oppure, infine, chi non conosce tutti i complicati concetti della meccanica quantistica deve stare zitta e non tentare neanche di capire cose che sono al di fuori della sua portata?

Per il dottor K: benissimo, mi piace la tua ultima precisazione.
Dici che se riuscissimo ad eliminare ogni traccia di materia ed energia, probabilmente non sarebbe più spazio come lo intendiamo noi. Ok, lo capisco e sono d'accordo con te.
Non significa anche che se potessimo andare nello spazio interstellare, prenderne un metro cubo, togliere con una pinzetta quell'unico atomo o due che dovessimo trovare, poi togliere anche l'eventuale granello di polvere cosmica, quello che resta non potrebbe, comunque, essere un vuoto assoluto: vero?
Non è lo stesso che dire che qualcosa è rimasto?
Possiamo chiederci, così, anche solo per curiosità, cosa è rimasto?

Per Luigi F: si, potrebbe essere.

Per galois_ab:
Perdonami la battuta: quindi il vuoto è un insieme di palline! E guarda che non lo reputo un assurdo, perchè sono convinta che nel vuoto ci sia qualcosa (etere o chissà cosa). Potrebbe trattarsi di "palline" così piccole da non essere state ancora scoperte.

Per DesEssein:
Ok, quello che scrivi tu, l'ho sentito descrivere così: il vuoto è come un mare che, visto dall'alto di un aereo appare piatto,mentre da vicino non lo è.
Il livello medio del mare potrebbe essere il livello zero. Al di sopra ci sono i valori positivi, al di sotto quelli negativi. Il mare si può agitare quanto vuole e le onde possono diventare sempre più alte,ma il livello medio è sempre lo stesso zero di prima. Ma intanto il mare c'è e si capisce da dove nascono i picchi delle onde. Nel caso della fluttuazione del vuoto, quando si formano le onde delle coppie di particelle virtuali, il mare da cui prendono in prestito il quanto di energia che poi devono restituire, dov'é? Cos'é?

Per galois_ab:
Scusami, non volevo certo offendere te o Dirac, per carità.
L'esempio delle "palline" è azzeccato e, in qualche modo, potrebbe essere vero.
Non so se si è capito, ma l'unica cosa che non mi sento di accettare è la creazione dal nulla.
Non sono religiosa, non credo ai miracoli.
Credo che nulla nasca dal nulla.
Comunque grazie di aver risposto, sei stato gentile.
Ciao.

Per DesEssein:
In parte sono d'accordo con te e in parte no.
Immagina un mare perfettamente calmo. Il livello dell'acqua consideriamolo zero. Si alza un'onda, la cresta assume un livello positivo, l'avvallamento un corrispondente livello negativo e la media resterà a zero. Come dici tu, non c'è stata variazione di energia. Ma se si è prodotta un'onda, ci deve essere stata una forza esterna a provocarla. Il mare non si agita da solo (checchè ne dica la meccanica quantistica). Anche i fisici affermano, diversamente da quello che hai scritto tu, che le coppie di particelle virtuali, le onde, si creano nel vuoto prendendo in prestito un quanto di energia che poi restituiscono. E da chi se lo prestano, se non dal vuoto?

Ok, grazie a tutti per le risposte. Ho letto anche le ultime.
Siete stati carini e disponibili.
Se vi va, ditemi anche questo: abbiamo parlato di spazio vuoto nel quale non c'è nulla.
Anche lo spazio che incurvandosi dice alla materia come muoversi (RG di Einstein) è
sempre lo stesso spazio vuoto fatto di niente?

Per Gaetano L:
Lo spazio vuoto della mia domanda era quello che produce coppie di particelle come una fabbrica industriale o che
s'incurva per la presenza di materia. Quindi uno spazio reale, che esiste.

Per Gaetano L:
Lo spazio vuoto non esiste?
Cos'è lo spazio interstellare o, più vicino a noi, lo spazio oltre l'atmosfera terrestre?
Dirai che c'è un atomo o due, o un granello di polvere, ma se togli questo non è uno spazio vuoto?

La stragrande maggioranza dello spazio è spazio vuoto!!

Answer 1

Io credo che ci sia qualcosa, altrimenti da dove spunterebbero fuori le particelle virtuali, che hanno origine proprio nel vuoto?
Sarò antico, ma sono ancora dell’idea che “nulla si crea e nulla si distrugge”.
Se nel vuoto c’è qualcosa, non può certo trattarsi di materia.
Escludendo la materia, non resta altro che l’energia, magari di tipo fondamentale, come una specie di sottofondo universale.


Un tempo tutti davano per scontato che lo spazio vuoto fosse composto da una sostanza eterea, detta appunto etere.
Poi l'hanno improvvisamente sconfessato. "Scusate, ci eravamo sbagliati. L'etere non è mai esistito".
Ma l'etere non potrebbe esistere ed essere semplicemente diverso da come lo avevano immaginato?

Answer 2

Supponiamo di fare il vuoto assoluto: abbiamo cioè una regione di spazio a densità energetica zero (dove per energia intendo indifferentemente massa o energia). Questo significa però, da un punto di vista quantistico, la possibilità dell'esistenza di coppie di particelle virtuali e particelle reali la cui energia totale sia zero. Ed infatti il vuoto assoluto è pur sempre popolato dal continuo crearsi e distruggersi (dal nulla, ovviamente) di coppie di particelle reali e virtuali. E' un fatto provato: la prova più eclatante è l'effetto Casimir.


Allora sarò più preciso: in fisica quantistica quando effettuiamo una misurazione otteniamo il valor medio di una determinata grandezza, o meglio di un'osservabile. L'energia(o la densità energetica) è per l'appunto un'osservabile. Dunque, fare il vuoto assoluto significa ottenere come valor MEDIO della densità energetica zero. Ma il fatto che un VALOR MEDIO sia zero non esclude la possibilità che una coppia di particelle "identiche", una ad energia negativa ed una ad energia positiva, vengano a crearsi per un fenomeno analogo e contrario all'annichilazione. la cosa "sbalorditiva" è che esistano particelle ad energia negativa, e questo come dicevo è provato dall'effetto Casimir. Per il resto nulla è in contrasto con le leggi della fisica. Si chiama oscillazione quantistica del vuoto.Come dire: può esistere il vuoto MEDIATO nello spazio e nel tempo, ma non in maniera ASSOLUTA.

P.S. capisco perfettamente la tua obiezione, e credeimi, sono l'ultima persona ad avere voglia di metterein mezzo creazioni dal nulla "metafisiche". Il punto è che il fenomeno è squisitamente autoconsistente, non ha bisogno di aiuti "esterni": da chi prende in prestito il vuoto l'energia per creare particelle? Molto semplice: da nessuno. e' per questo che le particelle si creano in coppie. Si può creare un 5 perchè contemporaneamente si crea un -5. E l'uno sussiste in virtù dell'altro. Invocare l'etere o particelle sconosciute non occorre: 5-5=0 o, se preferisci 0=5-5. Non hai bisogno di altro. Il fatto è che in meccanica quantistica quando qualcosa ha la possibilità di fare qualcosa lo fa. E così se ho uno zero ho la possibilità che tutto sia zero, che ci siano i 5 e -5 e tutti gli infiniti x e -x , ed ognuna di queste possibilità ha una sua probabilità di verificarsi. Quindi si verifica. Prendi un fotone: ha massa nulla. Eppure da un fotone possono "nascere"un elettrone e un positrone, un protone ed un antiprotone e così via. E' praticamente la stessa cosa. L'importante è che si conservi l'energia, proprio perchè nulla si crea o si distrugge. Bene, nel vuoto facciamo la stessa cosa: conserviamo l'energia, che è zero. Creando particelle ad energia positiva insieme a particelle ad energia negativa. E' tutto qua. Nessun miracolo.

Answer 3

Le obiezioni del tipo "se togli quelle particelle, resta qualcosa?" sono prive di senso, dato che se ti si risponde "Sì, rimane X", puoi rispondere: "E se togli X, rimane qualcosa?". Oppure: "Ma se rimane X il vuoto non è assoluto".

Quanto all'ultima obiezione: non sono esperto sull'effetto Casimir, ma dire che "dimostra che ci sono le particelle virtuali, ma non che si originano dal nulla" mi sembra una critica abbastanza debole.
Il "vuoto assoluto" è un'astrazione matematica, così come lo spazio tempo, che serve alla fisica per dare una descrizione dei fenomeni.
La meccanica quantistica usa questa astrazione, scopre che per essre coerente con sé stessa deve introdurre la possibilità che ciò che è definito come "vuoto" quantistico possa in realtà avere una densità di energia, e che in esso si creino continuamente particelle virtuali (ma anche quest'ultima non è che una schematizzazione "pittorica" dovuta all'uso dei diagrammi di Feynman). La descrizione siffatta spiega i fenomeni osservati? Bene. Riesce a fare previsioni (effetto Casimir) che poi vengono verificate sperimentalmente? Perfetto. Allora ce la teniamo come *descrizione* del mondo fisico, fino a quando non si trova qualche discordanza con i dati sperimentali che ce la faccia buttare via in favore di un modello più accurato.
Le disquisizioni filosofiche su cosa significhi vuoto e cosa sia il nulla lasciamole ai filosofi pre e post socratici. La fisica è un'altra cosa.

Answer 4

Tra spazio vuoto e vuoto assoluto credo ci sia differenza, se ho interpretato lo spazio vuoto come "l' universo", perché in questo caso l' aggettivo vuoto è usato impropriamente poiché lo spazio è strapieno di particelle che si muovono a velocità elevatissime (e hanno moltissima energia cinetica per cui la temperatura nello spazio è altissima ma sono molto distribuite nel volume dello spazio (infinito) per cui in realtà poi nello spazio si ghiaccia).

Nel vuoto assoluto in teoria non ci dovrebbe essere veramente nulla, ma il vuoto assoluto che si può ottenere in realtà (ad esempio per le lampadine) non è poi così assoluto.

Answer 5

Per un effetto quantistico il vuoto assoluto (senza materia) non esiste. Ricordiamo che nell'universo esiste la materia oscura che dovrebbe rappresentare ben il 94% della massa totale dell'universo, (solo il 6% sono stelle, materia ordinaria), inoltre questa massa deve essere non barionica (quindi elettroni e neutrini per la parte conosciuta, ma vi devono essere forme ancora non conosciute).Le caratteristiche spettroscopiche del vuoto sono simili a quelle dei fluidi e solidi quantistici, inoltre gran parte della materia oscura deve essere nel vuoto ma in forme ancora non conosciute. La presenta di questa materia permette di spiegare l'accelerazione delle galassie, e la rotazione delle stesse a velocità superiori a quello che si credeva.
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Il vuoto assoluto non esiste
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Cara Liliana se non entri nel modo di pensare della meccanica quantitica dubito che tu possa capire cos'è il vuoto. Essa ha tutte le proprietà del campo quantistico.
Inoltre come dice Laughlin (PNobel) il vuoto è una proprietà emergente, e quindi dovresti capire cos'è la teoria dell'emergenza. In definitiva ha delle proprietà globali (e non locali) e si autoorganizza.
Inoltre in cosmologia lo spazio o vuoto tra galassie si auto genera continuamente non è una entità statica, si espande e si gonfia come la superficie di un palloncino.!!!!!
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Per spiegarti un po meglio cos'è il vuoto ti potrei dire come Dirac scrivendo la sua formidabile eq. di descrizione del campo quantistico si rese conto che essa descriveva perfettamente l'elettrone e le sue proprietà ma dava anche infiniti livelli energetici quantistici negativi!!!! Com'era possibile? Lui fece l'ipotesi che essi erano i livelli energetici dello spazio vuoto e che erano tutti già riempiti, immagina una lattina piena di palline questo è lo spazio vuoto ora se una pallina esce fuori c'è un posto vuoto nella lattina. Questo posto vuoto lui lo chiamo elettrone positivo (positrone) e predisse con un ragionamento puramente matematico che nel vuoto si potesse generare l'antimateria. Cosa che poi fu ampiamente confermata.
Quindi il vuoto come infiniti livelli energetici negativi riempiti è una necessità della teoria quantistica dei campi.
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Liliana sei un po impertinente!!!! L'esempio delle palline e dei posti vuoti è di Dirac premio Nobel per la Fisica!!!!! Esso è legato al fatto che stiamo parlando sempre di stati discreti quantici e non continui.
ma sicuramente quello del mare è più affascinante e poetico!!!!
Fai un po tu.

Answer 6

Nello spazio interstellare, entro il nostro sistema galattico, si ha una densità di particelle gassose (principalmente idrogeno) dell’ordine di un atomo in un cm3; nello spazio intergalattico questa densità è molto minore, ma non nulla, e, secondo le migliori stime, corrisponde ad un atomo di idrogeno in un m3.
Leggo ora le tue osservazioni
Il vuoto assoluto come lo zero assoluto, sono condizioni puramente teoriche, siccome sono irealizzabili possiamo fare solo ipotesi o teorie Se io realizzassi il vuoto assoluto eliminando ogni traccia di materia ed energia da esso probabilmente non sarebbe nenche piu' spazio come lo concepiamo noi ma qualcosa di simile alle condizioni che si potevano trovare all' esterno della supermassa che avrebbe generato il big bang: l'assenza totale di spazio e tempo

Answer 7

La materia oscura... che lega come un collante le galassie...

Answer 8

In realtà lo spazio non è completamente vuoto, si dice così perché la concentrazione di atomi è estremamente bassa.

Tecnicamente, realizzare il vuoto completo in un volume chiuso è impossibile, cioè non si può annullare completamente la probabilità di trovare particelle al suo interno. Ipotizzando che ciò sia possibile, secondo le recenti teorie cosmologiche si troverebbe la "materia oscura", che però per ora rimane solo un espediente teorico per spiegare correttamente il comportamento dinamico globale dell'universo. La sua esistenza è dedotta indirettamente, e si suppone che costituisca il 90% della massa totale dell'universo.

Answer 9

un po' di vita, ma solo il sabato sera.

Answer 10

si..pero nn so cos'è..