venerdì 22 aprile 2011

La mente di "Dio"

Stephen Hawking usa questa espressione per definire l'intero compito della fisica, ossia perlustrare e conoscere ogni mistero e angolo del nostro universo.
Per chi non lo conoscesse, Stephen Hawking è un astrofisico che ultimamente si occupa di fisica teorica. Attualmente risiede alla cattedra lucasiana di Oxford, dove un tempo ha lavorato Paul Dirac e ancora prima l'illustre Isaac Newton ( geniale per aver letteralmente inventato un nuovo tipo di matematica).Quest'uomo è anche conosciuto per il suo Quoziente Intellettivo di 160-210. Ho perplessità a riguardo, perchè francamente non credo che l'indice di intelligenza sia misurabile con determinati strumenti. 
Tornando ad Hawking, egli nei suoi libri usufruisce della religione per spiegare alcuni suoi esposti. Ad esempio, nel libro"Quattro lezioni sullo spazio tempo" (di Penrose e Hawking) smentisce la citazione di Einstein "Dio non gioca a dadi" per spiegare la teoria dell'assenza dei peli, cioè su delle particolarità dei buchi neri che non è il caso spiegare.

La mente di Dio

Si intende il tentativo di capire il funzionamento dell'universo, perchè si è creato, come si è formato e quali leggi regnano nel cosmo. Mi soffermo sulle leggi: in questi anni si sta cercando un modello standard della fisica, meglio conosciuto come il Large Hadron Collider del CERN di Ginevra. Non è tutto, la GTU (Grande Teoria Unificata) tenta di unire la relatività speciale, relatività generale e meccanica quantistica. Per rendere accessibile a tutti i contenuti, tenterò di spiegarli.

La relatività generale è stata formulata e pubblicata nel 1916 da Albert Einstein e questa teoria dimostra che l'oggetto spazio-tempo si incurva in presenza di masse ed energie. Per dimostrare questo, durante un'eclissi totale degli anni 20', si notò che le stelle avevano una posizione diversa rispetto al normale: il Sole (durante l'eclissi) "devia" i raggi di luce messi dalle stelle e quindi anche la loro posizione, perchè lo spazio-tempo incurvato dalla massa del Sole (1031kg) produce l'effetto che Einstein prevedeva. La relatività speciale è l'equazione E=mc2. Essa trasforma una piccola quantità di materia persa, durante un processo di fissione o fusione, in un'enorme quantità di energia. Simulando un processo di fissione, se la massa persa è 0,000049kg, l'energia ricavata è 4,9*10-5* (velocità della luce al quadrato, ossia 9*1015 m2/s2). Il risultato è 4,41*1010 Joule. Se preferite, il risultato è 4,41 Tera Joule. Questa è stata solo una dimostrazione della potenza della relatività ristretta, per quanto riguarda la meccanica quantistica, tutto diventa più dolcemente complicato. Essa dice (anche) che nello spazio vuoto sono presenti delle fluttuazioni quantistiche o anche dette schiume quantistiche. Le schiume sono dell'ordine di grandezza delle "stringhe di Planck", cioè 10-33m, per immaginare questa piccolezza, cerchiamo di ingrandire un atomo delle stesse dimensioni dell'universo, 10-33m rappresenterebbe solo un albero. Concretizzando ulteriormente il concetto, immaginate una tazza di latte dove il liquido presente presenta delle increspature quasi impercettibili, anche se non è presente neanche un biscotto,quelle sono le schiume*.

Il motivo per cui Relatività Generale e Meccanica Quantistica fanno quasi letteralmente a cazzotti è perchè la prima funziona SOLO su scala macroscopica (pianeti, stelle, galassie, ammassi), la seconda formulazione solo su oggetti microscopici (particelle e quanti, ossia "banconote" di energia). Di fatti, unendo le due equazioni che per motivi pratici non esporrò, il risultato finale su un determinato campo dello spazio tempo è infinito. Questo è un messaggio della natura: stiamo commettendo un errore davvero colossale. Quindi la GTU è ancora da ultimare.

Le altre colonne d'Ercole della Fisica è la teoria delle superstringhe, che da quando è stata formulata nel 1984, suscita qualche perplessità nella comunità scientifica, per le sue 26 dimensioni previste. La M-teoria è un'altra di queste, essa ammette 11 dimensioni spaziali.

*= l'effetto è sempre più forte quando si ingrandisce sempre di più lo specchio analizzato dell'oggetto spazio tempo. Quindi, le fluttuazioni diventano impetuose quando si osservano nel sistema di riferimento delle corde di Planck.

Come disse Carl Sagan, " C'è ancora molto da imparare".

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