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La trama del cosmo

Spazio, tempo, realtà

By Brian Greene, L. Civalleri (Translator), A. Tissoni (Translator)

(143)

| Others | 9788806180911

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Book Description

Dal regno immutabile di Newton, dove lo spazio e il tempo sono assoluti, allaconcezione fluida dello spazio-tempo di Einstein, alle tesi della meccanicaquantistica, il fisico americano mostra come il mondo sia molto diverso daquello che l'esperienza comune potrebbe far pensare. Concentrandosisull'enContinue

1 Review

“L’intera nostra esistenza, tutto ciò che facciamo, pensiamo e proviamo, si verifica in una determinata regione dello spazio in un determinato intervallo di tempo; eppure la scienza non è ancora riuscita a svelare che cosa siano con esattezza spazio e tempo: sono due entità fisiche reali o semplicem ... (continue)

“L’intera nostra esistenza, tutto ciò che facciamo, pensiamo e proviamo, si verifica in una determinata regione dello spazio in un determinato intervallo di tempo; eppure la scienza non è ancora riuscita a svelare che cosa siano con esattezza spazio e tempo: sono due entità fisiche reali o semplicemente utili semplificazioni concettuali?”
“L’uomo ha accesso unicamente alle sue esperienze interiori della percezione e del pensiero: come può essere certo che queste rispecchino con precisione la realtà del mondo esterno?”
“Esistono però dei casi che rientrano, per così dire, nella zona demilitarizzata e richiedono l’uso combinatorio di relatività generale e meccanica quantistica: situazioni fisiche estreme in cui vi sono corpi molto pesanti e molto piccoli. […] Non riuscire a combinare con successo relatività generale e meccanica quantistica significa non poter svelare che fine fanno le stelle che collassano o l’origine dell’universo.”
“Invece delle tre dimensioni spaziali e di quella temporale dell’esperienza comune, tale teoria prevede nove dimensioni spaziali e una temporale; in una sua versione ancor più estrema, conosciuta come M-teoria, l’unificazione richiede addirittura dieci dimensioni spaziali e una temporale, ovvero un cosmo composto in totale da undici dimensioni spaziotemporali. Dato che non vediamo queste dimensioni extra, la teoria delle stringhe ci dice, in sostanza, che finora abbiamo osservato solo una piccola fetta della realtà.”
L’universo in un secchio
“Newton era un uomo amante della verità in un modo fanatico: arrivò a conficcarsi un ago spuntato tra l’occhio e l’osso orbitale per studiare la percezione dei colori; e quando divenne direttore della Zecca perseguitò in modo particolarmente accanito i falsari, mandandone più di cento sulla forca. Non tollerava ragionamenti erronei e incompleti, e perciò decise di chiarire la situazione. Fu così che ideò l’esperimento del secchio.”
“Ovunque ci troviamo, esiste sempre un sistema di riferimento, un contenitore di tutto quanto: lo spazio in sé. Secondo Newton il palcoscenico vuoto e trasparente, in cui tutti ci troviamo e in cui ogni moto si verifica, era un’entità fisica reale, che egli definì spazio assoluto.”
“Newton ci lascia, dunque, in una posizione scomoda: conferisce allo spazio assoluto un ruolo primario, riguardo all’elemento basilare della fisica, il moto, ma ne fornisce una definizione vaga […] sentendosi a disagio lui per primo di fronte a questa situazione.”
“Mach fu il primo in più di due secoli a presentare una seria sfida alle teorie di Newton, e le sue idee ebbero un vasto eco nella comunità scientifica.”
“Di conseguenza, dal punto di vista machiano solo il moto relativo e l’accelerazione relativa contano: noi percepiamo l’accelerazione solo quando acceleriamo rispetto alla distribuzione media del resto della materia presente nel cosmo. Senza quest’ultima, per Mach non possiamo avvertire alcunché.”
“Nella visione machiana lo spazio è, come immaginava Leibniz, il linguaggio che esprime la relazione tra la posizione di un oggetto e quella di un altro ma non ha esistenza propria, proprio come un alfabeto privo di lettere.”
“Quando affermiamo che la velocità del suono a temperatura ambiente è di 340 metri al secondo (detta anche Mach I, in onore proprio di Ernst Mach), intendiamo dire che le onde sonore viaggiano nell’aria altrimenti immobile a questa velocità. I contemporanei di Maxwell, ovviamente, ipotizzarono che anche le onde luminose ed elettromagnetiche in genere viaggiassero attraverso un mezzo specifico, invisibile ma reale, cui diedero l’altisonante nome di etere luminifero, o più in breve di etere.”
“Come noterete, tra l’etere luminifero e lo spazio assoluto newtoniano c’è un’affinità sorprendente: entrambi sono stati concepiti nel tentativo di trovare un parametro di riferimento per valutare il moto.”
Il relativo e l’assoluto
“In base all’affermazione ormai ben nota secondo cui la velocità della luce è costante, abbiamo concluso che spazio e tempo stanno nell’occhio di chi guarda.”
“La velocità massima nello spazio si raggiunge quando il moto attraverso il tempo viene tutto trasferito al moto attraverso lo spazio, il che ci consente di capire perché sia impossibile viaggiare a una velocità superiore a quella della luce. La luce, che viaggia sempre alla stessa velocità massima, è speciale perché è l’unica che riesce, costantemente, a utilizzare tutto il suo capitale di velocità per il moto attraverso lo spazio.”
“Malgrado il nome, la teoria einsteiniana non afferma che tutto è relativo. Alcune cose lo sono: le velocità, le distanze nello spazio, la durata del tempo trascorso; esiste però un concetto nuovo, importante, chiaramente non relativo: lo spazio-tempo. Esso è assoluto per la relatività ristretta come lo spazio e il tempo lo erano per Newton, ed è in parte per questo che la locuzione <teoria della relatività> non fu suggerita da Einstein, che non la trovava particolarmente adeguata. Egli propose di chiamarla teoria dell’invarianza, perché so basa su un qualcosa su cui tutti concordano che quindi non è relativo.”
“[…] apprendiamo quindi che le forme geometriche delle traiettorie nello spaziotempo sono il criterio assoluto per stabilire se qualcosa sta accelerando o no.”
“Tale idea fa spostare di nuovo l’ago della bilancia: da Leibniz il relazionista a Newton l’assolutista, e poi da Mach il relazionista ed Einstein, la cui relatività ristretta dimostrò ancora una volta che esiste un ente, lo spaziotempo e non il solo spazio, che può rappresentare la pietra di paragone per tutti i moti dell’universo.”
[Riassunto delle diverse posizioni in merito alla natura dello spazio e del tempo:
Newton: “Lo spazio è un entità; il moto accelerato non è relativo;” posizione assolutista
Leibniz: “Lo spazio non è un’entità; tutti gli aspetti del moto sono relativi;” posizione relazionista
Mach: “Lo spazio non è un’entità; il moto accelerato è relativo alla distribuzione media della massa nell’universo;” posizione relazionista
Einstein (relatività ristretta): “Spazio e tempo, considerati singolarmente, sono relativi; lo spaziotempo è un entità assoluta.”]
“Dato che gravità e accelerazione sono equivalenti, se sentiamo l’influenza della gravità, dobbiamo per forza stare accelerando.”
“[…]in assenza di materia o di energia (ossia in mancanza del Sole, della Terra, delle stelle) lo spaziotempo non ha distorsioni né curve, ma è piatto.”
Legami nello spazio
“La meccanica quantistica infrange questa tradizione. Questa strana teoria afferma che non saremmo mai in grado di conoscere l’esatta localizzazione e l’esatta velocità nemmeno di una singola particella né di prevedere con totale certezza l’esito dell’esperimento più semplice, per non parlare del cosmo intero. Nella migliora delle ipotesi, possiamo solo prevedere la probabilità che un esperimento produca questo o quel risultato. E il fatto è che la validità della meccanica quantistica è stata comprovata da anni di grandi successi sperimentali.”
“[…] in fisica tale caratteristica dell’universo è nota come principio di località, e formalizza il fatto che possiamo influenzare direttamente solo le cose che ci stanno vicine, che sono possibili solo azioni locali.”
“Secondo la teoria quantistica, e numerosi esperimenti hanno dimostrato la validità delle sue previsioni, la connessione tra due particelle può permanere anche se queste si trovano agli estremi opposti dell’universo.”
“Nel mondo quantistico, dunque, tutto ha una natura doppia, sia corpuscolare sia ondulatoria.”
“In effetti, quando più accuratamente intendiamo localizzare la posizione dell’elettrone, tanto più localizzato e carico d’energia deve essere il fascio luminoso, e quindi tanto maggiore sarà l’effetto sul moto dell’elettrone.”
“L’indeterminazione è sempre presente, ma diviene significativa solo su scala microscopica.”
“In poche parole, EPR (Einstein, Podolsky e Rosen) sostengono che un oggetto A non risente per nulla di ciò che facciamo a un altro oggetto B spazialmente da A.”
“EPR si erano riproposti di provare che la meccanica quantistica forniva un quadro incompleto dell’universo. Mezzo secolo dopo le ricerche teoriche e i dati sperimentali ci costringono a rivedere la loro analisi e a concludere che l’elemento sostanziale su cui essa si fonda è errato: l’universo è non locale. L’ipotesi intuitivamente affascinante di EPR, secondo cui tali connessioni a lunga distanza esistono solo perché le particelle hanno proprietà correlate preesistenti, viene dunque smentita dai dati.”
“Se questa fosse la descrizione giusta delle interrelazioni tra i due fotoni, la relatività ristrette si troverebbe in serie difficoltà. Gli esperimenti dimostrano che, dal punto di vista dei ricercatori in laboratorio, nel momento esatto in cui viene misurato lo spin di un fotone, l’altro fotone assume la stessa proprietà di spin. Se un misterioso messaggero si spostasse dal fotone di sinistra al fotone di destra, informando quest’ultimo che lo spin del primo è stato determinato mediante misurazione, dovrebbe farlo in modo istantaneo, il che contrasterebbe con il limite di velocità stabilito dalla relatività ristretta.”
“Nell’universo di Einstein, inoltre, i corpi possiedono valori definiti per tutte le loro proprietà fisiche, che non si trovano in una sorta di limbo, in attesa che uno scienziato le misure per farle esistere. Oggi gran parte dei fisici pensa che Einstein si sbagliasse anche su questo punto. Le proprietà delle particelle hanno un’esistenza effettiva solo quando la misurazione le costringe a farlo.[…] I sostenitori più estremisti di tale visione arrivano ad affermare che la Luna non splende nel cielo se nessuno la osserva.”
“In virtù del loro passato gli oggetti che oggi si trovano in regioni molto distanti dell’universo possono far parte di un tutt’uno quantistico, essere cioè entangled”
Il fiume ghiacciato
“La lista delle cose presenti nel mio adesso, ossia nella realtà, presenta un aspetto singolare, perché nulla di quello che vediamo adesso appartiene a tale lista, dato che la luce impiega un certo tempo a raggiungere i nostri occhi. Tutto ciò che vedete è già accaduto. Non vedete le parole su questa pagina così come sono ora ma, quando tenete in mano il libro, le osservate così com’erano un miliardesimo di secondo fa.”
“Per noi, fisici credenti, la separazione tra passato, presente e futuro ha solo il significato di un’illusione, per quanto tenace>, disse in un’occasione Einstein. L’unica cosa reale è la totalità dello spaziotempo.”
Il caso e la freccia
“Il punto fondamentale resta che le leggi note non solo non ci spiegano perché vediamo gli eventi svolgersi unicamente in un senso, ma ci rivelano che in teoria questi potrebbero svolgersi in quello contrario.”
“L’insegnamento più importante della seconda legge della termodinamica è che i sistemi fisici hanno una tendenza molto marcata a trovarsi in configurazioni di alta entropia, perché esistono molti modi in cui tali stati possono verificarsi. Una volta acquisite queste configurazioni, essi presentano una tendenza molto marcata a mantenerle. L’entropia elevata è la condizione naturale dell’essere.”
“La tendenza preponderante al disordine non significa che strutture ordinate quali stelle e pianeti, o forme di vita ordinate quali piante e animali, non possano formarsi: lo fanno, e lo vediamo di continuo. Ciò che la seconda legge della termodinamica implica è che nella formazione di ordine si ha in genere una produzione di disordine che la compensa ampiamente.”
“Il futuro è la direzione in cui l’entropia aumenta. La freccia temporale è stata scoccata nello stato molto ordinato, di bassa entropia, dell’universo primordiale.”
Fiocchi di neve e spaziotempo
“[…]anche se siamo confinati su un piccolo pianeta e nei suoi dintorni, grazie alla simmetria traslazionale siamo in grado di conoscere le leggi fondamentali dell’universo intero.”
“Anche senza una risposta definitiva circa la forma del cosmo, è ormai chiarissimo che la simmetria è la chiave di volta che, se applicata all’universo nel suo complesso, ci fa comprendere cosa siano lo spazio e il tempo. Senza la simmetria, saremmo al punto di partenza.”
Decostruzione di un’esplosione
“Il big bang è una teoria che spiega l’evoluzione del cosmo a partire da una frazione di secondo dopo il misterioso evento che ha portato l’universo ad avere un inizio, m che non dice nulla su ciò che è successo al tempo zero.”
“Nelle situazioni in cui la pressione è negativa, la normale attrazione gravitazionale, originata dalla massa e dall’energia, e quella esotica, generata dalla pressione, sono in competizione tra loro. Se quest’ultima è maggiore della prima, allora la gravità in quel luogo sarà di tipo repulsivo e tenderà a far allontanare non avvicinare, i corpi gli uni dagli altri. Ecco dove interviene la costante cosmologica. Il termine aggiunto da Einstein alle sue equazioni implica l’esistenza di un’energia diffusa in modo uniforme in tutto l’universo che, e questo è il punto, ha costantemente pressione negativa. Di più: la repulsione gravitazionale dovuta a questa pressione è tale da superare l’attrazione dovuta all’energia, e quindi la costante cosmologica implica l’esistenza di una forza gravitazionale repulsiva diffusa in modo uniforme nell’universo.”
“Guth e Tye sospettarono infatti che l’energia di un campo di Higgs super raffreddato (che non è zero) avrebbe potuto avere degli effetti importanti sull’espansione dell’universo. Un campo di Higgs super raffreddato non solo dà un contributo addizionale di energia, ma fornisce anche allo spazio un valore uniforme di pressione negativa. In pratica, dal punto di vista dell’energia e della pressione, un simile campo di Higgs ha le stesse proprietà della costante cosmologica.”
“A causa della sua pressione negativa, l’inflatone generò una enorme repulsione gravitazionale che spinse tutte le regioni del cosmo ad allontanarsi violentemente l’una dall’altra: per usare il linguaggio di Guth, l’inflatone causò un’inflazione. La spinta repulsiva durò solo 10-35 secondi, ma fu così forte che l’universo ebbe modo di ingrandirsi moltissimi. I calcoli cambiano a seconda del tipo di potenziale dell’inflatone, ma mostrano che l’espansione può essere stata pari a un fattore 1030, 1050 o addirittura 10100 o forse anche di più. Sono cifre sbalorditive. Seconda la stima più prudente, quella di un fattore 1030, è come se una molecola di DNA si fosse gonfiata fino a diventare grande come la Via Lattea in un intervallo molto più piccolo di un miliardesimo di miliardesimo di miliardesimo del tempo di un battito di ciglia. Si tratta di un’espansione miliardi e miliardi di volte più consistente di quella prevista dalla teoria standard del bis bang, e assai maggiore dell’espansione totale dell’universo nei successivi 14 miliardi di anni!”
“Secondo queste versioni, la luce emessa dalla maggioranza dell’universo non ci è ancora arrivata, e molta non arriverà prima della scomparsa del Sole e della Terra. Se il cosmo fosse grande come il nostro pianeta, la parte a noi accessibile sarebbe più piccola di un granello di sabbia.”
“Il problema della piattezza mostra, dunque, come il modello standard sia troppo dipendente dalle condizioni iniziali dell’universo in un remoto passato di cui sappiamo assai poco: smaschera una teoria che impone che l’universo sia iniziato esattamente cosi come vuole lei.”
“Se queste ipotesi fossero giuste, la rivoluzione copernicana prenderebbe strade sempre più clamorose: non solo non saremmo più al centro dell’universo, ma la materia di cui siamo fatti non sarebbe che un’impurità poco diffusa nel cosmo. Se nel progetto generale dell’universo si fossero lasciati da parte protoni, neutroni ed elettroni, la sua massa totale sarebbe diminuita di poco.”
Quanta in the Sky with Diamonds…
“L’energia totale delle particelle e della radiazione ordinaria viene ceduta alla gravità man mano che l’universo si espande. Mentre l’universo si espande, materia e radiazione cedono energia alla gravità, mentre l’inflatone acquista energia dalla gravità stessa.”
“Nel modello standard, la massa/energia portata dalla materia ordinaria decresce continuamente con l’espandersi dell’universo, e quindi agli inizi della storia doveva essere in quantità molto maggiore di quella che osserviamo oggi. Il modello inflazionario, invece, ha in un certo senso il problema opposto. Secondo questa teoria la materia e la radiazione si sono originate alla fine della fase inflazionaria, grazie all’energia rilasciata dall’inflatone nel passaggio alla sua configurazione di minimo potenziale. In questo caso dobbiamo chiederci se davvero l’inflatone sia riuscito a immagazzinare tutta l’energia necessaria a creare la colossale quantità di materia e radiazione oggi presente nell’universo.”
“La gravità attrattiva tende ad amplificare le imperfezioni, mentre quella repulsiva, all’opposto, le fa diminuire e contribuisce a creare un universo ancora più regolare e uniforme.”
“Secondo Andreij Linde, anzi, possono essere esistiti molti punti, sparsi qua e là, in cui l’espansione inflazionaria è iniziata. Se le cose fossero andate davvero così il nostro universo sarebbe uno tra i tanti nati in passato (ma nulla vieta di pensare che continuino a nascere anche adesso) nei punti in cui le fluttuazioni casuali facevano assumere al campo il valore necessario per l’espansione.”
“A causa di una fluttuazione casuale, rara ma di tanto in tanto possibile, all’interno di un ambiente senza speciali caratteristiche, caotico e ad alta entropia, un piccolo frammento di spazio, pesante non più di dieci chili, si trova in particolari condizioni fisiche che lo fanno espandere rapidamente fino a dimensioni colossali. Questa spinta enorme verso l’esterno fa sì che lo spazio diventi regolare e omogeneo. Alla fine dell’espansione inflazionaria, l’inflatone rilascia la sua notevole quantità di energia (aumentata dall’espansione) sotto forma di materia e radiazione ordinaria, distribuita in modo pressoché uniforme. Diminuisce allora la gravità repulsiva e diventa dominante quella attrattiva. Le piccole disomogeneità presenti nello spazio, causate dalle fluttuazioni quantistiche, sono amplificate dall’attrazione gravitazionale e dànno origine ad ammassi di materia, che alla fine formano galassie, stelle e pianeti, tra cui il sistema solare e la Terra. (Circa 7 miliardi di anni dopo il big bang la gravità repulsiva ritorna a prevalere, ma questo fatto ha conseguenze solo a scala cosmica e non a scala locale, quindi non influenza i corpi astrali come le stelle o le singole galassie). Il Sole fornisce un’energia con un livello si entropia relativamente bassa, che viene utilizzata da piante e animali terrestri a bassa entropia per produrre altre forme di vita, innalzando però l’entropia totale per via del calore e dei rifiuti metabolici.”
Il mondo su un filo
“L’idea intuitiva di vuoto, di nulla, è quindi incompatibile con la meccanica quantistica: il valore di un campo può oscillare attorno al valore zero, ma non può essere zero per più di un breve istante. I fisici chiamano questo fenomeno una fluttuazione del vuoto. La natura casuale delle fluttuazioni del vuoto ci assicura che nelle regioni di spazio non troppo microscopiche gli scostamenti dallo zero in alto e quelli in basso sono in media uguali, e quindi il campo in media sembra avere valore nullo.”
“Oggi ci sono pochi dubbi sul fatto che l’idea intuitiva che associa al vuoto una porzione di spazio statica e priva di elementi sia del tutto sbagliata. L’indeterminazione quantistica riempie lo spazio di attività frenetiche.”
“Arriva un momento in cui tutte le dimensioni dell’universo sono all’incirca pari alla lunghezza di Planck, quel milionesimo di miliardesimo di miliardesimo di miliardesimo di centimetro sotto il quale relatività generale e meccanica quantistica entrano in conflitto. In questo istante, tutta la massa e l’energia che daranno vita all’universo osservabile sono concentrate in una regione pari a un centesimo di miliardesimo di miliardesimo delle dimensioni di un atomo.”
“Se ipotizziamo che l’interazione forte tra due particelle sia dovuta a una minuscola striscia elastica che la connette, allora la descrizione matematica della forza che le unisce è proprio data dalla funzione beta di Eulero. I piccoli elastici furono battezzati stringhe e quello fu l’atto di nascita ufficiale della teoria delle stringhe.”
“Il modello standard, confortato da molte e sofisticate prove sperimentali, considera gli elettroni e i quark come oggetti puntiformi privi di estensione spaziale. Sono dunque il punto d’arrivo del processo di divisione della materia, la matrioska più piccola dentro la quale più nullo è contenuto. Proprio su questo la teoria delle stringe ha qualcosa da obiettare. Secondo il nuovo modello, elettroni e quark non sono punti di dimensione zero: questa è solo un’approssimazione perché a ben guardare sono piccoli filamenti di massa/energia in perenne oscillazione detti, appunto stringhe. Questi anellini non hanno spessore ma solo una lunghezza e sono quindi oggetti unidimensionali. Si manifestano come punti, anche nei più sofisticati esperimenti, perché sono davvero microscopici: un centinaio di miliardi di miliardi di volte più piccoli del raggio di un nucleo atomico.”
“I differenti modi di vibrazione delle stringhe corrispondono alle diverse specie di particelle. […] non esiste una stringa-elettrone che genera l’elettrone o una stringa quark up che genera il quark up e via dicendo, ma è lo stesso tipo di stringa che, vibrando in uno dei molti modi che le sono possibili, riesce a produrre tutta la varietà di particelle note.”
“A livello microscopico, l’universo sarebbe una sinfonia di suoni che dànno vita a tutta la materia.”
“[…] perché le particelle elementari hanno esattamente le proprietà richieste per permettere l’innesco dei processi nucleari, la nascita delle stelle, la formazione dei pianeti e (almeno in un caso) la comparsa della vita? Il modello standard non può dirci nulla al proposito, perché si serve di questi dati solamente come input per calcolarne altri. La teoria delle stringhe invece sì. Nel suo modello, le proprietà delle particelle sono determinate dai modi di vibrazione delle stringhe e ci sono dunque le potenzialità per arrivare a una soluzione.”
“Mai nella storia della fisica si era prodotto un risultato di questo tipo. Nessuna teoria precedente aveva mai posto vincoli al numero di dimensioni spaziali dell’universo. Da Newton a Maxwell a Einstein tutti davano per scontato che lo spazio fosse tridimensionale, proprio come l’umanità dà per scontato che ogni mattina sorga il sole. Kaluza e Klein provarono a sfidare il senso comune suggerendo l’esistenza di una quarta dimensione, ma si trattava comunque di un’ipotesi di fondo, di un assioma. Per la prima volta, invece, la teoria delle stringhe prevede le dimensioni dello spazio, che sono il risultato di un calcolo, non di un’ipotesi o di una congettura o di una divinazione. Il risultato di questo calcolo, con grande sorpresa di tutti, non è tre ma nove. La teoria delle stringhe, in modo inevitabile, ci conduce a un universo in cui esistono sei dimensioni spaziali extra e in cui si possono cercare di applicare, dunque le idee di Kaluza e Klein.”
“La forma è l’estensione delle dimensioni extra hanno un’influenza decisiva nel determinare i modi di vibrazione delle stringhe, e quindi le proprietà della particelle elementari. E poiché la struttura di fondo dell’universo (e quindi la possibilità che le stelle si formino e che la vita compaia su un pianeta) dipende in modo essenziale dal fatto che le particelle elementari abbiano proprio quelle proprietà e non altre, è possibile che leggi fondamentali del cosmo si trovino scritte nella geometria di uno spazio di Calabi-Yau”.
“Al passaggio, rispettivamente, della cresta e del ventre di un’onda gravitazionale lo spazio (e tutto ciò che contiene) viene prima dilatato in una direzione e poi in quella perpendicolare[…]”
In cielo e in terra
“Un’onda gravitazionale può essere vista come un folto gruppo di gravitoni in moto coordinato, allo stesso modo in cui un’onda elettromagnetica è costituita da un gran numero di fotoni; questo ci fa un’idea di quanto sia spaventosamente difficile misurare l’effetto di un singolo gravitone.”
Il futuro di un’allusione
“I buchi neri sono gli oggetti più impenetrabili dell’universo. Dall’esterno sono l’epitome della semplicità: bastano tre numeri per descriverli completamente, e cioè la loro massa (che determina la loro estensione, cioè la distanza del centro dall’orizzonte degli eventi), la carica elettrica e la velocità di rotazione. Fine, null’altro si può ricavare dall’esame diretto di un buco nero.”
“Dietro la loro apparenza austera, i buchi neri nascondono il più grande caos che l’universo abbia mai visto. Tra tutti, ma proprio tutti i sistemi fisici di una data dimensione, qualunque sia la loro composizione, i buchi neri sono quelli che contengono la maggiore quantità di entropia. […] L’entropia, in soldoni, è una misura del numero di cambiamenti delle configurazioni microscopiche di un sistema che non alterano le sue proprietà macroscopiche. Anche se non sappiamo nulla sugli stati microscopici di un buco nero, perché non sappiamo cosa succede alla materia schiacciata nel suo centro, siamo certi che un loro cambiamento di configurazione non ha influenza sulla massa, sulla carica e sulla rotazione.”
“La massima entropia che può essere presente in una regione spaziale, ovunque e in ogni tempo, è uguale a quella contenuta in un buco nero delle stesse dimensioni.”
“Per dimostrare la validità di certe ardite e profonde teorie forse è necessaria la potenza selvaggia di un acceleratore di particelle. In grado di ricreare le condizioni estreme, sperimentate dall’universo nei suoi primi istati di vita. Ma penso che il più poetico, elegante e completo dei successi sarebbe quello di vedere confermate le nostre teorie dell’infinitamente piccolo con una semplice, quieta osservazione del cielo da parte del nostro più potente telescopio.”

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Ápeiron said on Dec 9, 2011 | Add your feedback