Cosa è l'energia? L'energia si conserva?
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- Опубликовано: 20 июл 2024
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In questo video parliamo del fatto che nonostante conosciamo molte cose sull'energia, non sappiamo un fatto fondamentale: non sappiamo cosa sia l'energia. Parliamo del perché e anche del principio di conservazione dell'energia e del teorema di Noether che collega tale principio alle simmetrie delle leggi di Natura.
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BIBLIOGRAFIA DI QUESTO VIDEO:
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In Italiano:
Feynman, Leighton, Sands, “La fisica di Feynman” (1965)
amzn.to/3IPSaFe
In inglese:
Feynman, Leighton, Sands, “The Feynman lectures” (1965)
amzn.to/3TslIgQ
Galileo Galilei, “Il Saggiatore” (1623)
amzn.to/3VuP0hx
#fisica #scienza #pepitediscienza #energia
![Sean Rii, Karyon, Sharzkii - Taungule [My Love] (Official Music Video)](http://i.ytimg.com/vi/eJoMuypbSzQ/mqdefault.jpg)
Prof. Baroni grazie per questa interessante, e chiara, spiegazione.
Alessandro
Alle parole di Galileo mi sono commosso al punto da fare cadere una lacrimuccia..
Grazie mille professore..
Che cosa è l'energia? Ce ne sono molte forme diverse l'una dall'altra, ma concettualmente l'energia cosa sia, non sono riuscito a trovare risposta in nessun libro.
Grazie professore per l'interessante video!
Grazie, video molto interessante
Grazie Professore
Innanzitutto, come il solito, complimenti per video, e scelta del tema.
Una cosa mi ha fatto riflettere:
8:44 se è certo che le leggi di natura, in tutti i 13,8 mld di anni, non siano mai cambiate... che cosa, avrebbe innescato l'inizio dell'accelerazione dell'espansione dell'universo causata dall'energia oscura, che sarebbe iniziata mi pare - vado a memoria - 8 mld di anni fa?
Si sono trovate, risposte riguardo la causa....?
Magari, mi sto ponendo una domanda sbagliata, o la risposta, c'è, è gia nota, e io solo non la so; oppure, magari... potrebbero esserci ancora sorprese, in questo campo, mi chiedevo.
@@dna2.041 sicuro. Oltretutto, ce ne sono, di elementi basilari la cui spiegazione... ancora dire che è lontana è un eufemismo; come materia oscura, e sopratutto, appunto, energia oscura...
In un video di Guido Tonelli, che insieme alla Giannotti e ad un altro esperimento con l'LHC hanno scoperto il Bosone di Higgs, spiegava, un po', cosa s'è scoperto: dopo un certo periodo dopo il Big Bang, un universo ancora caldissimo e denmsissimo, ma comunque in via di raffreddamento, i famosi Bosoni di Higgs si sarebbero "congelati" (...?🤔) formando un campo, inteso in senso quantistico, come il campo degli elettroni, insomma. E in questo campo - da quando esiste - alcune particelle si muovono "a fatica", si impigliano (le particelle con massa) mentre altre sono libere di muoversi a c, come prima (quelle senza massa), mentre prima della formazione del campo di Higgs, la massa non esisteva, e tutte si muovevano a c.
Ed accennava - riguardo a ciò che si suppone essere la causa dell'espansione - che analizzando, a scala quantistica, lo spazio cosiddetto "vuoto", che guarda caso, vuoto che sia, ha in ogni punto una radiazione di corpo nero di 3 gradi Kelvin... si scopre che non è vuoto affatto, e c'è un brulichio di coppie di particelle e antiparticelle gemelle che originano dal "vuoto", e in nanosecondi si annichilano in energia,dando origine ai suddetti 3 gradi Kelvin; e sarebbe appunto in questo contesto, cioè a scala quantistica, che nella fase iniziale, immediatamente dopo il cosiddetto Big Bang, delle particelle, che lui chiamava "inflatoni", avrebbero appunto causato l'inflazione, in pratica prima di poter interagire e annichilarsi, se ho capito, espandendo l'universo dalle dimensioni di un'arancia fino alle dimensioni del nostro sistema solare in miliardesimi di nanosecondo, roba simile.
E qui mi viene, appunto, la domanda di prima: con tutti i dubbi che ancora abbiamo, le cose che sappiamo, di non sapere, e quelle che non immaginiamo neppure... e - parlando di costanti - proprio sulla costante di Hubble, strettamente collegata sia al discorso espansione sia all'età dell'universo, c'è da dire... diciamo che la suddetta "costante" ha subito, nel tempo, varie revisioni. In un libro della Hack (non recentissimo, ok) la dava come variabile con un fattore 2, da 50 a 100, e, stabilendola a 55, l'universo abrebbe, appunto, 13,8 mld di anni (nel libro lei scriveva 13,7, veramente). Ma recenti scoperte del James Webb, galassie inspiegabilmente precoci, eccetera, sembrerebbero intaccare alcuni parametri.
Non è che ci toccherà rivederla di nuovo, costante di Hubble ed età dell'universo?
Di "poco" che si tratti...?
E, di conseguenza: come facciamo, ad essere sicuri, che l'insieme di leggi fisiche che conosciamo come valide dal monento in cui l'espansione sarebbe iniziata ad oggi, PRIMA, di quel momento non potessero essere diverse in qualche senso?
Me lo chiedo perché, ad esempio, sempre il prof. Tonelli, nello stesso video, accennava anche al fatto che se si confronta l'insieme di massa, su un piatto di un'ideale bilancia, e sull'altro si mette l'energia, (la massa è un numero positivo, e l'energia, invece, negativo, xké è gravitazionale), si scopre che la somma è esattamente zero. Quindi... l'universo, è vuoto. Che non è nulla, appunto. E non è che si epanda, è che.... "crea" altro vuoto, da sé, stesso.
E - per non farla troppo lunga - aggiungeva anche che il tutto si trova in un equilibrio estremamente precario.
Per questo, ricollegandomi a tutto questo insieme, mi facevo la domanda di prima. Non tanto solo pre chiedermi cosa abbia scatenato l'inizio dell'espansione, ma anche se una cosa del genere, magari... potrebbe scatenarsi di nuovo.
Chiedo venia per la lungaggine, ma non sono argomenti sui quali si può sintetizzare più di tanto.
Grazie prof
Grazie mille, Simone.👍👍👍👏👏👏
Ciao Franca! Un saluto :) Simone
Buona giornata, ma la frequenza, essendo quantizzato lo spazio con la lunghezza di Planck, non dovrebbe essere un insieme discreto?
Si tratta di una questione ancora aperta, dibattuta e non passibile di riscontro sperimentale.
Ciao Silvio, la quantizzazione dello spazio è un'ipotesi avanzata da alcune teorie che ancora non hanno potuto effettuare previsioni verificabli (per esempio la Gravità Quantistica a Loop di Rovelli). :) Simone
fra poco 100k iscritti
L'energia si conserva, quindi, quando ci fanno pagare le bollette... CI FREGANO! 🤣
eheheh Diciamo che ci fanno pagare la dissipazione (inevitabile) di energia in energia termica, che è difficile da recuperare :P Simone
@@PepitediScienza A beh, grazie. Mi hai risparmiato di andare domani da un avvocato. 😂😂😂
😂.
Si sa di quanto la entropia è aumentata? È quando sarà totale cosa succede che sarà tutto statico senza trasferimenti di energia?
Ciao! Uno dei possibli finali dell'Universo è quella che si chiama la "morte termica", in cui la dissipazione dell'energia avrà raggiunto il suo culmine. Se vuoi sentire i diversi finali di Universo compatibili con le nostre conoscenze, puoi vedere il mio video "Viaggiamo nel futuro fino alla fine dell’Universo! Dove vivremo e fino a quando?" ruclips.net/video/9aL6o2V5tOM/видео.html Ciao! :) Simone
Ottima spiegazione, complimenti.
Sarebbe plausibile pensare che l'effetto Compton sia presente anche nell'esperimento del singolo fotone, che per mezzo dei beam splitter segue contemporaneamente 2 percorsi differenti?
Potrebbe essere che il fotone quando interagisce con lo specchio semiriflettente, si sdoppi e quindi dia luogo a due fotoni, ma con frequenza minore (quindi l'energia si conserva)?
Grazie.
Ogni singolo fotone mantiene la propria individualità da quando viene emesso a quando viene assorbito.
@@francescorusso7730 infatti, credo che che il fotone sia assorbito dallo specchio semiriflettente, poiché interagisce con la materia, poi vengono riemessi 2 fotoni con energia minore.
E questo quello che intendevo.
@@EugenioRombola
L'energia di ogni fotone dipende dalla frequenza e quindi dal colore.
Se venissero emessi due fotoni i fasci di luce riflessa e trasmessa avrebbero colori diversi dalla luce incidente, più spostati verso il rosso.
L'interazione tra luce (fotoni) e materia (specchio) ha un carattere statistico. Ogni singolo fotone assorbito ha certe probabilità (quantistiche) di essere riemesso in trasmissione o riflessione.
Le probabilità dipendono principalmente da percentuale di trasparenza e spessore dello specchio oltre che dalla polarizzazione della luce che comunque conserva le originali proprietà di monocromaticità perché i fotoni rimessi hanno le stesse frequenza ed energia di quelli incidenti.
@@francescorusso7730 però nell'esperimento(se ho inteso bene) il fotone segue contemporaneamente 2 percorsi differenti, quindi viene rilevato su 2 sensori, giusto?
Allora in questo modo l'energia raddoppia se il fotone mantiene la stessa frequenza; ciò non è possibile, perché l'energia non si può creare dal nulla, ma si conserva sempre.
@@EugenioRombola
Non è lo stesso fotone che segue entrambi i percorsi.
Ogni fotone viene rilevato da un solo rilevatore.
Statisticamente una parte dei fotoni viene riflessa e segue un percorso, l'altra parte viene trasmessa sul percorso alternativo.
Praticamente come avviene l'emissione di radiazione infrarossa legata all'agitazione termica?
L'energia si conserva nel moto degli atomi o nelgli orbitali elettronici?
In che senso? Cioè la radiazione infrarossa viene emessa da un corpo ad una certa temperatura (ad esempio la terra emette maggiormente nell'infrarosso). Comunque per dirla facile una molecola vibra e mano a mano che assorbe o emette onde nella frequenza degli infrarossi aumenta o diminuisce la sua vibrazione. Si parla di livelli energetici vibrazionali.
Negli orbitali atomici l'energia si può dire che si conserva anche se é una domanda strana secondo me.
@@riccam3579 Quindi se la frequenza dell'onda elettromagnetica è nel campo dell'infrarosso non può essere assorbita da un elettrone e farlo salire di livello?
Come si spiega il fatto che oltre una certa temperatura la radiazione è luce visibile? Sempre con i livelli energetici vibrazionali?
Grazie per la risposta.
@@EugenioRombola Praticamente si possono immaginare vari livelli energetici, sottolineo immaginare perché é un modo per semplificare ed immaginarsi la situazione. Una molecola può avere moti traslazionali, rotazionali e vibrazionali e per ognuno di questi moti si possono immaginare dei livelli energetici. I livelli traslazionali non sono quantizzati (in breve sono tutti molto vicini tra loro e si ignora la suddivisione), i livelli rotazionali e vibrazionali sono quantizzati, cioé per passare da un livello all'altro serve una quantità netta di energia. Si può immaginare che i livelli vibrazionali siano composti da numerosi livelli rotazionali, questo perché sono energeticamente molto più spaziati. Stessa identica cosa succede per i livelli energetici elettronici. Per promuovere un elettrone "in un orbitale a più alta energia" serve molta più energia che per promuovere di un livello vibrazionale, quindi si possono immaginare i livelli elettronici divisi in livelli vibrazionali. Quando si ha una transizione elettronica (per la quale serve una radiazione a maggiore energia come l'UV-VISIBILE) si avrà anche una transizione vibrazionale di vari livelli (anche se non si considerano più strettamente i livelli vibrazionali di partenza e arrivo perché si parla di transizione elettronica).
Per quanto riguarda la radiazione visibile é dovuta alla temperatura come hai scritto. Cioè più un corpo é caldo e più ha energia si può dire, quindi genererà radiazioni più energetiche. Ad esempio il sole emette maggiormente nell'UV-visibile, mente la terra come ho detto nell'infrarosso. Questo non significa che il sole non emetta niente nell'infrarosso.
Non é una spiegazione perfetta o chiarissima immagino ma é roba lunga da spiegare
@@riccam3579 grazie per la spiegazione, avrei ancora un'altra domanda: per esempio nel forno a microonde le molecole d'acqua raggiungono livelli vibrazionali sempre più alti (dipendenti dal tempo di cottura), ciò genera calore, cioè radiazione infrarossa; in questo caso possiamo dire che l'avanzamento dei livelli vibrazionali ad un certo punto fa avanzare l'elettrone in un'orbitale più alto, ed in seguito l'elettrone che ritorna su un livello energetico più basso emette radiazione infrarossa?
Nel caso così fosse, quando l'elettrone passa su un'orbitale a più alta energia(per effetto dell'avanzamento dei livelli vibrazionali), la molecola/atomo diminuisce il suo moto vibrazionale?
Grazie ancora per la spiegazione.
@@EugenioRombola Allora, non é prorpip così.
1) Nel microonde si sfruttano le microonde, cioè onde a bassa energia. Sono adatte a far avanzare i livelli rotazionali della molecola d'acqua che accumulando energia che poi viene ceduta cuocendo i cibi dall'interno. (Si può usare solo per cuocere cose con acqua dentro).
Quindi diciamo che i livelli vibrazionali non c'entrano in questo caso, si usano onde a più bassa energia.
2) il calore é un concetto difficile, diciamo che però non si trasferisce solo con gli infrarossi per irraggiamento ma anche in altri modi di cui non ricordo il nome ahha. Comuwnue in questo caso si trasferisce per contatto (non credo sia il termine tecnico)
3) Non c'entrano gli elettroni a livelli più alti perché come detto servono energie molto maggiori, inoltre quando un elettrone torna al suo stato iniziale dopo l'eccitazione emette la lunghezza d'onda uguale a quella assorbita (come detto prima nella regione dell'UV-Visibile) Un elettrone non viene promosso in energia dalla radiazione infrarossa e non la riemette.
4) Un elettrone non passa ad un livello superiore per effetto dei livelli vibrazionali, forse mi sono spiegato male. Cioè quando una molecola viene irraggiata dalla luce per esempio visibile, la assorbe "promuovendo un elettrone" ad un livello di energia più alto. Questo é quello che accade, oltre a questo ci sarà un aumento della vibrazione della molecola (perché se un corpo emette luce visibile sicuramente emetterà anche infrarosso che verrà assorbito). Ma le due cose sono separate, quello che dicevo prima é che ci si può immaginare per semplicità i vari livelli elettronici suddivisi in vari sottolivelli vibrazionali, ma solo per semplicità. Poi qui si entra nello specifico diventa un po' tosta da spiegare ahahaha.
Grazie per questa bella spiegazione.
Avevo già avuto modo di vedere su altri canali di fisica e dai libri di testo che effettivamente nessuno dice cosa è l'energia. Ma Lei come sempre lo ha spiegato in modo semplice e intuitivo.
Dalla termodinamica l'energia in transito, sottoforma di calore è legata alla misura delle dell'entropia e della temperatura.
Più sento di parlare di energia, entropia, spazio, tempo e relatività è più tutto si fa interessante e misterioso.
Su un altro canale si parlava di come un fotone che pur non avendo massa sente l'atrazione rispetto a una sorgente di campo gravitazionale. Ciò perché ha comunque una energia ma questa energia, pur sapendo che è legata alla sua frequenza d'onda, non si sa alla fine cosa è. Eppure sembra quasi una proprietà di un oggetto fisico, non è contabile come dice Lei ma se "addensata" in un certo "contenitore" che può essere l'energia interna, la massa o altro, possiamo apprezzare se c'é una variazione di entropia, ossia un'evoluzione nel tempo, a patto che questa energia si muova nello spazio.
Un libro soggetto al campo gravitazionale terrestre ne misuriamo l'energia in un istante nel tempo, costituita da quella potenziale più quella cinetica, se il libro é in caduta libera verso la sorgente del campo.
Ma anche nella condizione del libro sulla mensola, non ci troviamo in una condizione di tutto fermo. Perché è la mensola e, a sua volta il muro a cui è ancorata, ecc..., che tiene fermo il libro impedendogli di andare verso il centro. Le strutture molecolari della mensola e del libro esercitano una pressione l'una sull'altra si riscaldano sulla superficie di contatto e l'entropia aumenta. Macroscopicamente, dal punto di vista cinematico sembra tutto fermo. Ma dal punto di vista termodinamico il sistema sta evolvendo nel tempo, attraverso l'aumento dell'energia interna, energia caotica che so disperde nell'ambiente sotto forma di calore
Ora un po' da profano penso che anche se il libro cade nel vuoto soggetto al campo gravitazionale, possiamo apprezzare l'aumento di entropia, per cui il cambiamento di stato nel tempo.
La temperatura è la misura dell' energia interna del sistema data dal contributo di tutte le energie cinetiche caotiche del sistema libro. Ma a causa del campo gravitazionale si fornisce al sistema un contributo di energia "ordinata" in una direzione preferenziale (o meglio del lavoro) che in parte diventa anche aumentato dell' energia cinetica interna, quindi di temperatura che viene irradiata all'esterno sotto forma di calore. Potrei aggiungere che all' aumentare della velocità, ossia dell' energia fornita dal campo gravitazionale, secondo la nota formula E=mC², parte dell' energia si trasforma in aumento di massa e quindi ancora dell' energia cinetica molecolare e quindi della temperatura e del calore irradiato.
E alla fine abbiamo nuovamente un aumento dell'entropia che ci fa apprezzare l'evoluzione nel tempo del sistema.
Ora sperando di non aver scritto troppe stupidate, da quello che ho capito questa energia, che non si sa cosa sia, sembra apprezzabile solo se è addensata in qualche forma e se si muove nello spazio da uno stato iniziale a quello finale. Corretto?
La temperatura è legata all'energia cinetica interna (disordinata).
L'energia cinetica complessiva di un corpo in moto non contribuisce alla sua temperatura.
La forma relativistica dell'energia cinetica tiene già conto dell'energia di quiete.
@@francescorusso7730 @francescorusso7730 Mi trovo d'accordo nell'esperienza del quotidiano a velocità non relativistiche e in campi gravitazionali di bassa intensità.
Quando parliamo di energia interna nel calcolo eliminiamo il contributo del campo gravitazionale perché in effetti nel quotidiano, alle nostre velocità e gravità, è praticamente irrilevante.
Ma che succede se il campo gravitazionale è abbastanza forte da rendere quel contributo non più irrilevante? Oppure ci avviciniamo a velocità relativistiche?
È vero la forma relativistica dell'energia contiene già l'energia di quiete, ma se arriviamo a velocità relativistiche, l'energia totale è in aumento di quel fattore gamma, e la particella avrà sempre più difficoltà a muoversi in modo caotico perché viene obbligata dal campo gravitazionale intenso a uniformarsi sempre di più in una direzione di moto verso la sorgente del campo. L' entropia quindi aumenta, ma di valori sempre più bassi. In pratica a limite mi sembra che a velocità relativistiche l'incremento di entropia è pari a zero.
Mi piacerebbe saperne molto di più sul comportamento a velocità relativistiche di un sistema di particelle, come una molecola d'idrogeno, dal punto di vista termodinamico. Ho l'impressione che il tempo rallenta perché è l'incremento di entropia a diminuire. E mi chiedo sempre cosa succede quando a velocità relativistiche il sistema è completamente schiacciato su una direzione di moto preferenziale al punto che nessun altro movimento è concesso. Che succede all'energia interna? Potrò cedere calore o interagire con altre particelle? Che temperatura avrà il sistema?
Tutto semplice e chiaro ma, come sempre, la relatività (speciale) si mette di traverso per confondere le idee.
Mi spiego. La conservazione dell'energia in un sistema isolato (per tutti gli osservatori in diverso stato di moto) presuppone che l'osservatore calcoli la somma delle diverse forme di energia misurandole in uno stesso istate.
Ora, poiché la relatività la "composizione" dell'istante è diversa per ogni osservatore in diverso stato di moto, come può essere che la conservazione dell'energia in un dato sistema valga per tutti gli osservatori?
Eppure funziona, la conservazione dell'energia vale in tutti i sistemi di riferimento inerziali.
Anche se il valore (costante) è diverso da sistema a sistema, in tutti i sistemi il valore totale alla fine di ogni processo è lo stesso che c'era all'inizio.
Di più, energia e quantità di moto (momento) sono componenti di un'unica grandezza quadrivettoriale nello spazio-tempo.
La questione della conservazione ad ogni istante è un requisito "locale" nello spazio-tempo che si discute meglio nel contesto delle Teorie dei Campi relativistiche.
Domanda forse stupida: se l’energia totale è costante, è possibile sapere quante energia in totale c’è nell’universo osservabile ?
In linea di principio si ...
Il numero di nucleoni è stato valutato (stimato).
La densità media è nota, stimata con diversi metodi.
Il volume dell'universo osservabile è calcolabile dalle dimensioni note.
Non mi sbilancio perché non ho i dettagli.
Le cose si fanno ancora più interessanti (ed assurde) se teniamo conto anche del principio di causa ed effetto, perché si entra in un paradosso per cui l'energia totale dell'universo è sempre esistita, ciò significa andare contro il principio di causa ed effetto.
Perché se l'energia è l'effetto, implica che la causa sia qualcosa privo di energia ma come fa un qualcosa privo di energia a creare energia?
Qua si configura la violazione del principio di conservazione dell'energia e Lavoisier si rivolterebbe nella tomba col suo "nulla si crea, nulla si distrugge, tutto si trasforma".
Per non parlare della teoria del determinismo in cui ogni cosa esistente nell'universo ha uno stato definito, unito al principio di causa ed effetto otteniamo che tutto è già determinato nel presente, nel futuro più lontano e nel passato più remoto.
Qua poi sfondiamo il portone della filosofia per cui il libero arbitrio non esiste ma è un'apparenza dovuta alla nostra ignoranza sullo stato di tutta l'esistenza nell'universo.
L'energia non è un effetto. L'energia è una costante del moto.
@@francescorusso7730 Senza moto non hai energia, quindi è un effetto, una conseguenza diretta del moto, ma per avere del "moto" dev'esserci qualcosa da cui ha origine.
Per dare origine al tutto serve qualcosa che non abbia il principio di causa ed effetto, il che va totalmente contro alla fisica per come la conosciamo.
L'energia (cinetica) è una proprietà del moto.
Il moto non ha bisogno di una causa che lo origini (motore).
Per il Principio di Inerzia (Lex Prima) un moto permane indefinitamente uguale a se stesso finché una forza esterna non ne causa una variazione (accelerazione).
L'Energia Meccanica Totale di un sistema isolato è la stessa in ogni istante e mantiene il valore che aveva nelle condizioni iniziali.
Ogni forza applicata ad un corpo ne causa un'accelerazione. Le posizione ad ogni istante è una conseguenza della posizione nelle condizioni iniziali.
Se un sistema (corpo) isolato inizialmente non è in moto rimarrà in quiete finché una forza esterna non interverrà per metterlo in moto.
La variazione della sua energia è data dal lavoro compiuto dalla forza applicata.
La legge di conservazione non riguarda la natura, l'origine o il valore dell'energia ma il suo (non) cambiamento nel tempo.
Comunque il principio di conservazione riguarda il (non) cambiamento dell'energia NEL TEMPO, l'energia c'è in ogni istante.
Non scaturisce dal nulla in qualche istante ... è una proprietà intrinseca del sistema ... e non cambia, non si perde e non si guadagna.
Il nulla da cui sembrerebbe scaturire è l'assenza del corpo ... ovvero del sistema in toto.
Eppure l'incertezza nella localizzazione di una particella di massa "m" entro una distanza "x" le conferisce una energia dell'ordine della sua energia cinetica. Possibile che un'energia prenda origine da una indeterminazione? E' questa una forma di conservazione?
L'energia legata all'indeterminzione della posizione, detta anche di punto zero, è la minima che una particella confinata possa avere ... non può scendere al disotto ed è già contenuta nella conservazione.
Anche perché la legge di conservazione non riguarda la natura, l'origine o il valore dell'energia ma il suo (non) cambiamento nel tempo.
@@francescorusso7730 Grazie per il commento, ma non mi convince. Se è vero che l'energia non si perde,né si crea,ma si trasforma, qual'è il precursore dell'energia di punto zero? .Come diceva quel fisico di cui non ricordo il nome.." In natura non esistono pasti gratis.." Ma l'energia di punto zero sembra un pasto gratis, scaturito..dal nulla. Il cambiamento c'è.
@@vitovittucci9801
Mi pare che qualcuno, forse lo stesso, dicesse che"L'universo è un pasto gratis" ...
Comunque il principio di conservazione riguarda il (non) cambiamento dell'energia NEL TEMPO, l'energia di punto zero c'è in ogni istante.
Non scaturisce dal nulla in qualche istante ... è una proprietà intrinseca del sistema particella localizzata ... e non cambia, non si perde e non si guadagna.
Il nulla da cui sembrerebbe scaturire è l'assenza della particella ... ovvero del sistema in toto.
@@francescorusso7730 Mah..la teoria quantistica dei campi ci dice che continuamente si creano e di annichilano particelle la cui energia è data dal principio di indeterminazione (dE*dt=h).Le nostre osservazioni si basano su tempi e spazi necessariamente molto grandi rispetto ad " h" cosicché le variazioni " dE" sono molto piccole e l'energia delle particelle mostra un valore medio costante. (Conservazione dell'enegia in accordo con la fisica classica). Ma al livello quantistico l'energia "fluttua", appare e scompare.
@@vitovittucci9801
Quella è un'immagine semiclassica che siamo costretti ad usare per descrivere qualcosa che trascende la nostra capacità.
Nel formalismo quantistico gli stati (stazionari) hanno un'energia definita e costante per un tempo illimitato ... oppure sono una sovrapposizione di stati stazionari.
Sig Baroni
Tutto l'esistente è energia e espressione dell'energia, tutto ciò che esiste sulla Terra è sempre espressione dell'energia: che bisogno ha l'energia di esprimersi su altri pianeti se è sempre la sua espressione e se esiste solo se stessa? NESSUNO, ecco dimostrato il perché è IMPOSSIBILE l'esistenza di altri pianeti abitati in tutto l'universo.
Potete cercare finché volete ma non potrete MAI trovare altri pianeti abitati.
Sa perché non possono esserci universi paralleli o ltri universi?
Perché l'universo prima del BIG-BANG era pieno di energia ma non aveva peso, se ci fossero altri universi l'assenza di peso NON sarebbe possile perché ci sarebbe attrazione e l'esistente come lo vediamo, non sarebbe stato possibile.
Sig Baroni
Lei chiede "cosa è l'energia?"
Premetto che NON è vero che nessuno lo sa ed Ecco la risposta
Immaginiamo una scala con tanti gradini che vanno in basso partendo dal macroscopico, ogni scalino che scende va nel sempre più piccolo ma giunti all'ultimo scalino non possiamo più scendere, ebbene quello scalino è la consistenza dell'energia perché l'energia è MASSA dalla consistenza vicinissima al nulla ma che non è il nulla ma è massa che è la base di tutto l'esistente ed è anche il motivo che può trasformarsi in materia e tornare energia.
Immaginiamo ora di sciogliere tutta la materia che è nell'universo e portarla ad energia, avremo un universo pieno di energia cioè di massa elementare ma senza peso perché non essendoci attrazione non ci sarebbe peso, la stessa condizione dell'universo molto prima del Big bang
Ma di cosa è fatta qusta massa o energia?
È fatta di intelligenza pensiero desiderio forza di unione e di separazione. Ma queste cose non possono esprimersi senza un corpo e per questo il pensiero stabilisce un disegno e per realizzarlo, l'energia si unisce con se stessa al centro dell'universo accrescendo la sua consistenza divenendo particelle sempre più grandi poi atomi poi molecole fino a trasformarsi tutta in un globo immenso di meteria incandescente senza peso ma contenente tutto l'esistente.
Poi si esplode (BIG-BANG) ed ogni pezzo di quel globo come tante schegge di una bomba, viene lanciato in ogni direzione nel vuoto perché quando l'energia è diventata globo di materia, nell'universo c'è il vuoto.
Ogni pezzo di quel globo diventa pianeta stella galassia ecc secondo la sua volontà.
Quando una parte di quel globo si è stabilizzata secondo la sua volontà, parte della materia diviene cellula vegetale, cellula animale ecc e diventa miliardi di forme di vita che sono tutte la SUA ESPRESSIONE ed attraverso la coscienza è COSCIENTE DELLA SUA ESPRESSIONE.
L'ultima trasformazione dell'energia è Adamo e Eva cioè 2 macchine per l'espressione dell'energia.
Ma l'energia è fatta di 2 parti, posiva e negativa e per avere l'espressione della parte negativa di se stessa, si divide dentro le coscienze di Adamo e Eva in quello che l'uomo chiama bene e male. Il bene lascia le coscien
e diviene INCONSCIO mentre il male prende possesso di quelle coscienze ed essendo EGOISMO rende quei 2 corpi proprietari del corpo della fame del dolore ecc trasformandoli in 2 esseri 2 individui cioè il primo uomo e la prima donna.
Il male essendo dentro di loro li ha ingannati non solo facendoli credere di appartenere a se stessi, ma gli ha fatto anche credere che cose negative di cui è fatto il male, siano cose dell'uomo e della donna e così da quel momento è nata l'umanità dove il male si è sempre espresso a insaputa di tutti mentre tutti hanno creduto di esprimere se stessi
Ma nel disegno iniziale c'è compresa anche la fine del disegno ed è per questo che pianeti stelle galassie ecc che apparentemente sembrano espandersi in linea retta, in realtà STANNO compiendo un cerchio immenso per tornare al punto di partenza dove si scontreranno e riformeranno lo stesso globo iniziale incandescente.
A quel punto l'energia avrà 2 possibilità: esplodersi di nuovo e dare vita ad altre cose o sciogliersi e ritornare energia come in principio.
Energia in principio, energia alla fine che è di nuovo il principio, dimostra che tutto l'esistente è trasformazione dell'energia per cui l'uomo e la donna non possono essere se stessi ma parte dell'energia e quindi non sono MAI ESISTITI come se stessi, infatti il farci credere noi stessi individui e appartenenti a noi stessi, è solo INGANNO DEL MALE.
Dirò qualche castroneria, ma mi viene in mente l'energia che si trasferisce/viene inglobata da un buco nero... in questo caso non sappiamo che fine fa quell'energia.
Quindi l'eternalismo non è da escludere a priori?
Un suo collega dice che non si dovrebbe parlare di energia, perché non cambia mai, ma di aumento di entropia nel tempo, perché tutto lo sfruttamento dell'energia genera solamente un aumento di entropia. Non mi sembra un ragionamento sbagliato.
Buongiorno, sono d'accordo sul fatto che se si vuole descrivere il perché di un certo fenomeno, va studiata l'evoluzione dell'entropia durante tale fenomeno. L'uso dell'energia è utile però in molti casi. Per esempio, sfruttando il principio di conservazione dell'energia si può predire lo stato finale del sistema dopo la trasformazione dell'energia da una forma all'altra :) Entrambe le grandezze sono utili, per scopi differenti :) Grazie del commento! Simone
@@PepitediScienzae quindi la nostra energia dopo la morte si conserva o la morte è la fine definitiva purtroppo?
@@dariomaino3715 questo andrebbe chiesto a un prete, non a un fisico, no? Purché sia un prete abbastanza aggiornato in fisica, che coi ragionamenti sia andato ben oltre al sangue di San Gennaro e al polvere eri polvere ritornerai, ecc.
@@car103d per dire che ci sia un bel nulla a priori😉😀😡?
@@dariomaino3715 chi lo sa, magari finiamo in un tesseratto virtuale 🌐😎
Ma solo io vorrei un Simone come amico?
Egregio Baroni,
apprezzo molto i suoi interessanti esempi concreti, ai fini del quesito in titolo, esposti in modo
chiaro e magistrale.
Sì, è vero, sappiamo molte cose della grandezza fisica Energia: la mutevolezza delle sue diverse forme di azione nei fenomeni e negli esperimenti, nonché la costanza del numero totale che in ogni evento la esprime.
Ma mi consenta di non essere d’accordo sull’ asserzione di Feynman circa la mancanza di una cognizione su ciò che essa SIA.
QUANDO IL CONCETTUALISMO SI FA DIFFICILE ENTRA IN GIOCO LA FILOSOFIA
A mio avviso, ciò che in fisica rende difficile e sfuggente la definizione del concetto di energia, cogliendone la vera essenza, è innanzitutto la molteplicità degli aspetti che, per comprenderla appieno, bisogna tenere saldamente sotto controllo intellettuale.
Ritengo però che ci sia un’altra difficoltà fisiologica alla base dell’operazione, legata alla idiosincrasia che la maggior parte dei fisici manifesta verso un approccio filosofico/ontologico ad un problema che, in ultima analisi, altro non è che quello primordiale dell’ ARCHE’.
L’ARCHE’
Gli antichi filosofi greci si chiedevano quale sia l’archè, ossia il PRINCIPIO UNITARIO e fondamentale di tutte le cose, della natura multiforme e mutevole del mondo.
Insomma si ricercava la sostanza immutabile che permetta di comprendere razionalmente la molteplicità strutturale e formale della realtà, la sua stabilità esistenziale e la sua permanenza nel flusso del divenire.
Il palato fine dei filosofi ionici anelava a comprendere quale fosse la base della realtà, del tutto, dell’essere.
Così Talete vedeva l’elemento primordiale nell’acqua, Anassimene nell’aria, Eraclito nel fuoco, Empedocle nella terra, Platone ed Aristotele in una sostanza all’origine del divenire che chiamavano ‘etere’.
AD UN PASSO DALLA VERITA’: DEMOCRITO
Fino al 1808 ci si è poi affidati all’ “indissolubile saldezza della materia”, partita da Democrito nel 400 a.C. con i suoi atomi, trascinata attraverso Epicuro nel 250 a.C., attraverso Lucrezio intorno all’anno zero, attraverso Boyle intorno al 1661, fino a Dalton intorno al 1808, con la sua legge di conservazione della massa nelle reazioni chimiche, che poi si sarebbe però mostrata sballata, dato che la parte di massa che spariva non era alla portata del potere risolutivo delle bilance.
Ma poi, man mano, con l’ausilio di importanti scoperte scientifiche attinenti alla meccanica classica e relativistica, alla termodinamica ed alla meccanica quantistica, ci si è convinti che la materia è solo un di cui di un concetto più ampio e sofisticato, appunto l’ ENERGIA.
IL PERCORSO GIUSTO PER DARE LA RISPOSTA
Per arrivare definitivamente alla conclusione scientifica precedente, si è dovuti transitare per vari importantissimi milestones dell’evoluzione della fisica:
se l’esperimento di Joule ha sancito la stessa natura energetica del calore e dell’energia cinetica, analogamente i due esperimenti sul difetto di massa di Oliphant e Frisch-Meitner hanno sancito la stessa natura energetica della massa e del calore
L’ENERGIA SEMBRA ESSERE PROPRIO IL PRINCIPIO UNITARIO DEI PROCESSI DEL MONDO
Si è così arrivati alla Legge generale di conservazione dell’Energia, per tutte le forme percepite dalla specie umana, portando alla consacrazione definitiva dell’Energia della fisica come archè.
DUNQUE
S’è dato un primo affondo di risposta, e ciò ci autorizza a pensare che
fino ad un momento fa, si sia trascinata una situazione piuttosto imbarazzante:
I filosofi, sprovvisti della fisica, hanno continuato a chiedersi quale mai fosse l’ARCHE’;
I fisici, sprovvisti della filosofia, hanno continuato a chiedersi cosa mai fosse l’ENERGIA.
Riguardo all’ ENERGIA DI SCAMBIO, che i processi naturali realizzati dai principi del mondo fanno emergere analiticamente, ci si accorge poi, in base all’esperienza percettiva quotidiana, che tale grandezza caratterizza certamente l’ INTENSITA’ DINAMICA DEI FENOMENI osservati.
E’ evidente come un ruolo rilevante nella percezione dell’intensità in esame lo giochi la durata temporale Δt del fenomeno perecepito. Pensiamo alle reazioni chimiche o nucleari esplosive.
Dunque, l’ ENERGIA IN GIOCO in un fenomeno va vista come la VALENZA CONTABILE del fenomeno stesso, rilevabile nel sistema di osservazione come proporzionale all’ INTENSITA’ percepita dall’osservatore nel fenomeno stesso. Detta valenza si rende disponibile come VALUTA scambiata col concorso delle varie FORME DI AZIONE in gioco nel fenomeno.
Nel mondo commerciale si può rinvenire una certa similitudine, della valuta complessiva ed invariante cui attingere, con il tesoro finanziario di una nazione, rappresentato dalla MONETA COMPLESSIVA in circolazione e certificato dal cumulo dei prodotti/servizi di cui la nazione garantisce la stabilità/crescenza attraverso le attività produttive del proprio popolo.
Nel caso di un sistema minimo di due persone, al fenomeno corrisponderà la TRANSAZIONE che avviene tra i due; alle forme di azione nel fenomeno si potranno ricollegare una o più FORME DI PRODOTTI/SERVIZI nella transazione commerciale, semplificati quantitativamente dal trasferimento del denaro. In tal modo all’ Energia in gioco nel fenomeno, regolatrice della sua intensità, corrisponderà il DENARO IN GIOCO nella transazione, regolatore della sua ENTITA’.
Dunque, in sintesi, una risposta a mio avviso plausibile può avvalersi dei tre seguenti punti:
ARCHE’ delle mutazioni del mondo
CONSERVAZIONE nei fenomeni
VALENZA CONTABILE dei fenomeni
Cordiali saluti.
...e comunque si si sa cos'è l'energia, ma solo i suoi effetti....😮
Mi permetto di aggiungere una considerazione.
Due sistemi di riferimento in modo relativo osserveranno l'universo con una energia numericamente diversa (pensa all'energia cinetica vista da due sistemi di riferimento diversi in moto relativo tra loro).
Questo ci dice che l'energia è:
1. simmetrica nel tempo
2. simmetrica in un determinato sistema di riferimeno
3. #NON è simmetrica per il moto relativo.
Da queste evidenze faccio una considerazione e azzardo qualche deduzione non proprio "fisica" ma suggestiva.
C'è da chiedersi se esiste un SR privilegiato che vede l'energia dell'universo da sempre costante dall'inizio dei tempi.
Se esiste, tale luogo multidimensionale "teorico" sarà "il centro dell'universo".
E dato che la somma dell'energia in quel punto è stata sempre costante, ipotizzo ZERO (un riferimento come un altro) essa rimarrà sempre ZERO per evitare violazioni del principio di conservazione.
Tale punto è il luogo in cui l'universo si è creato ci sarebbe da chiedersi dove è, qualche azzardo ?
Beh, secondo me non è un caso che il potenziale dell'energia gravitazionale lo mettiamo all'infinito pari a ZERO.
In questo luogo tutto il tempo sarebbe contemporaneo (infinitamente indeterminato) e l'energia nulla in modo da rispettare dE*dt>h.
Se esiste quel punto "sovradimensionale" esso è proprio stabilmente al bordo infinitamente lontano... un po' come se una goccia d'acqua posta su un piano perfettamente liscio e senza attrito che si espande alla velocità della luce.
L'altezza dell'acqua al bordo è sostanzialmente nulla, mentre l'altezza all'interno del bordo non è nulla, ma tende a calare.
Con il passare del tempo la quantità dell'acqua all'interno è sempre uguale, al bordo l'altezza è sempre inferiore alla lunghezza di plank.
Dato che la goccia si espande nel piano ideale, l'altezza dopo un ragionevole tempo sarà ovunque più bassa della lunghezza di plank.
In quelle condizioni bordo e pozza hanno la stessa indeterminata altezza e la goccia sparirà in essa e quindi l'universo avrà energia nulla, come il suo bordo esterno lo vede da sempre.
In questo senso l'energia è proprio ciò che da consistenza e realtà all'universo: sono le increspature della superfice dell'acqua ancora non annegata nel nulla dell'indeterminazione...
Ovviamente è una considerazione non è fisica, ma suggestiva no ?
Quali evidenze?
Un sistema di riferimento NON è un luogo.
Ogni sistema di riferimento si estende per l'intero spazio-tempo.
La conservazione dell'energia vale in tutti i sistemi di riferimento inerziali.
Anche se il valore (costante) è diverso da sistema a sistema, in tutti i sistemi il valore totale alla fine di ogni processo è lo stesso che c'era all'inizio.
Di più, energia e quantità di moto (momento) sono componenti di un'unica grandezza quadrivettoriale nello spazio-tempo.
La questione della conservazione ad ogni istante è un requisito "locale" nello spazio-tempo che si discute meglio nel contesto delle Teorie dei Campi relativistiche.
@@francescorusso7730 Ok livello 2 per sintetizzare... l'energia di un sistema non è un invariante relativistico, lo è solo l'energia a riposo.
E quando la vedi "ferma" ? Ovviamente quando sei infinitamente lontano.
Spero di aver chiarito... e da qui parte la considerazione azzardata...
@@silvanomattioli9720
L'energia di un sistema è:
1- costante nel tempo;
2- conservata in ogni sistema di riferimento (inerziale);
3- covariante tra sistemi di riferimento in moto relativo (uniforme).
NON esistono Sistemi di Riferimento privilegiati, le leggi della Fisica sono le stesse in qualsiasi Sistema Inerziale e sono covarianti per trasformazioni di coordinate tra sistemi di riferimento. Principio di Relatività e Principio di Covarianza Generale.
L'energia totale dell'universo è costante nel tempo in ogni sistema di riferimento.
Un Sistema di Riferimento NON è un luogo.
NON è individuabile un centro dell'universo.
Il fatto di mettere a zero il potenziale all'infinito è poco più di una convenzione che può essere modificata senza alcun effetto fisicamente osservabile (invarianza di gauge). Più o meno come fissare lo zero della temperatura Celsius al punto di congelamento dell'acqua.
Il principio di Indeterminazione non c'entra col discorso precedente.
Riferito all'energia stabilisce che se un sistema è in uno stato quantico con energia determinata vi rimarrà per un tempo illimitato. Viceversa se il sistema rimane in uno stato quantico per un tempo limitato l'energia dello stato in questione è necessariamente indeterminata.
La lunghezza di Planck compare solo quando interviene la gravità quantistica.
Anche di un oggetto arbitrariamente lontano è possibile determinare la velocità, ad esempio con l'effetto Doppler, quindi non appare fermo.
Tutto il resto, per quanto suggestivo, è enormemente fantasioso.
In fisica le analogie lasciano il tempo che trovano, quando non sono sostenute da un riscontro formale. Le stesse equazioni hanno le stesse soluzioni, ad esempio un pendolo in approssimazione lineare è descritto dalle stesse equazioni di un circuito in corrente alternata … l'oscillatore armonico.
Feynman diceva: “Il mio lavoro è immaginazione in una camicia di forza”.
@@francescorusso7730 concordo che è una visione un po' fantasiosa, concordo che è azzardata, ma non concordo che "lo vedi muovere".
Il redshift è proprio la prova provata che da lontano hai energia che si perde.
Il fotone che è partito partendo a una frequenza f arriva ad una frequenza f'
La frequenza, come l’energia, non è invariante per cambiamenti del sistema di riferimento.
Lo spostamento verso il rosso ha tre componenti distinte.
1- Doppler: Anche in assenza di gravità la frequenza è covariante come la componente temporale di un quadrivettore, esattamente come l’energia. Questo effetto si osserva quando sorgente e ricevente sono in moto relativo. In ciascuno dei rispettivi sistemi di riferimento la frequenza è costante ma non è la stessa. Proprio la differenza di frequenza permette di rilevare la velocità relativa. Lo spostamento in frequenza è indipendente dalla distanza tra sorgente e ricevente ed è verso il rosso in caso di allontanamento mentre è verso il blu in caso di avvicinamento.
2- Gravitazionale: La frequenza di un’onda elettromagnetica varia mentre questa si propaga in un campo gravitazionale. Questo è un effetto di Relatività Generale legato alla distorsione gravitazionale del tempo ed al conseguente rallentamento degli orologi. La frequenza diminuisce allontanandosi da una sorgente ed aumenta avvicinandosi ad un’altra. Quantisticamente l’energia del fotone diminuisce mentre questo risale il potenziale gravitazionale della sorgente …
3- Cosmologico: La lunghezza d’onda dell’onda viene dilatata dall’espansione dell’universo e di conseguenza la frequenza diminuisce (f=c/λ). Questo effetto è quello dominante per sorgenti molto lontane ed è sempre verso il rosso.
L’energia apparentemente persa dal fotone è diventata energia potenziale, a distanza infinita dalla sorgente il fotone ha un’energia potenziale più alta che sulla superficie emittente.
Inoltre l’espansione comporta che la densità di energia diminuisca anche se il totale rimane costante.
Per chiarire il ruolo del principio di indeterminazione ci vorrebbe la trasformata di Fourier: un treno d’onde più è limitato e meno può essere monocromatico, un’onda monocromatica (una sola frequenza E=hf) non può che essere illimitata anche nel tempo.
Particelle molto instabili hanno una vita molto breve e di conseguenza la loro massa (energia di riposo) è indeterminata nello stesso modo, tecnicamente sono chiamate risonanze.
L’Energia è rigorosamente covariante per trasformazioni del sistema di riferimento ed è rigorosamente conservata (localmente) in ogni sistema di riferimento.
Una mancanza di conservazione dell’energia comporterebbe che sono le leggi fisiche a non essere le stesse in ogni istante, Teorema di Noether.
Un elettrone è una particella elementare, rispetto a noi macroscopici è infinitamente piccolo e noi siamo infinitamente lontani. Possiamo osservarlo e misurarlo solo attraverso le sue interazioni, dalla radiazione che emette o assorbe quando è soggetto ad interazioni.
Il redshift Doppler non dipende dalla distanza e da’ una misura della velocità relativa.
Il redshift Gravitazionale è dovuto all’energia che il fotone spende per allontanarsi dal campo gravitazionale della sorgente.
Non c'è alcuna equazione che sostenga le tue affermazioni.
Domanda da profano. Se manca una definizione di energia, come diceva Feynman, che senso ha cercare l'energia oscura?
Ciao Alessandro, anche se non sappiamo cosa sia l'energia, siamo in grado di descrivere, calcolare e usare il concetto di energia cinetica, elastica, potenziale, ecc. Lo stesso varrebbe per l'energia oscura. Aspiriamo a poter trovare un modo per calcolarla e a trovare leggi che la governino. Questo ci consentirebbe di fare alcune previsioni sull'Universo e capire come influisce sul resto dell'Universo :) Grazie, Simone
....sono in lingua inglese, i corsi...se non si conosce bene la lingua è difficile usarlo
Se riferito al Feynman, si trova anche in italiano o bilingue con testo a fronte.
La vera risposta a " cos' è l' energia" è: nessuno lo sa