Negli Usa si è riaperto il dibattito sui principi formulati dal celebre scienziato grazie ai lavori di un fisico olandese: "La sua teoria è un'illusione". Si tratta di Erik Verlinde che lega le sue critiche all'ipotesi delle stringhe e a quella dell'universo olografico.
Da un articolo su Repubblica del 15 Luglio 2010:
La teoria della gravità è forse la più formidabile legge della fisica, il principio più evidente e universale perché corrisponde a un'esperienza empirica irresistibile. Il bambino ancora non sa parlare e uno dei primi giochi in cui si trastulla dal seggiolone, consiste nel far cadere il cucchiaio della pappa. Lo spettacolo è affascinante nella sua ripetitività. Afferra il cucchiaio, lo solleva, lo lascia cadere, e ogni volta il miracolo si ripete: quell'oggetto viene attratto irresistibilmente a terra, costringendo il paziente genitore a raccoglierlo. Ognuno di noi all'età di 18 mesi è stato Newton senza saperlo. Ebbene, ricrediamoci: la forza di gravità è un'illusione, una beffa cosmica, o un "effetto collaterale" di qualcos'altro che avviene a un livello molto più profondo della realtà.
L'abbandono di Newton era già stato anticipato dalla relatività di Albert Einstein ma ora avviene una rottura ancora più radicale. Un celebre fisico matematico olandese-americano, il 48enne Erik Verlinde che ha già legato il suo nome alla "teoria delle stringhe" (la supersimmetria negli universi paralleli), sta agitando il mondo accademico degli Stati Uniti con una serie di conferenze in cui fa a pezzi la teoria della gravità. Da Harvard a Berkeley, i colleghi scienziati lo stanno prendendo molto sul serio. La sua nuova visione infatti può gettare una diversa luce su alcuni dei grandi temi della fisica contemporanea: la cosiddetta dark energy (energia oscura), una sorta di anti-gravità che sembra accelerare l'espansione dell'universo, o la "materia oscura" che ipoteticamente tiene unite le galassie.
Andrew Strominger, fisico-matematico di Harvard, è uno dei colleghi di Verlinde che non nasconde la sua ammirazione: "Queste idee stanno ispirando discussioni molto interessanti, vanno dritte al cuore di tutto ciò che non comprendiamo del nostro universo". Verlinde è l'ultimo di una serie di scienziati che da trent'anni a questa parte stanno smantellando pezzo dopo pezzo la teoria della gravità. Negli anni Settanta Jacob Bekenstein e Stephen Hawking hanno esplorato i legami tra i buchi neri e la termodinamica. Negli anni Novanta Ted Jacobson ha illustrato i buchi neri come degli ologrammi, le immagini tridimensionali usate per la sicurezza delle nostre carte di credito: tutto ciò che è stato "inghiottito" ed è sparito dentro i buchi neri dell'universo, è presente come un'informazione stampata nell'ologramma, sulla superficie esterna. Juan Maldacena dell'"Institute for Advanced Study" ha costruito un modello matematico dell'universo espresso come un barattolo di minestra in conserva. Tutto ciò che accade dentro il barattolo, inclusa quella che chiamiamo la gravità, è sintetizzato nell'etichetta incollata all'esterno: fuori invece la gravità non esiste.
Pensate all'universo come una scatola dello scrabble (lo scarabeo, ndr), il gioco in cui si compongono parole con le lettere dell'alfabeto. Se agitate la scatola e sparpagliate le lettere a caso, c'è una sola possibile combinazione che può darvi una poesia del Leopardi. Una quantità pressoché infinita di combinazioni non hanno alcun significato. Più scuotete la scatola delle lettere più è probabile che il disordine aumenti via via che le lettere si combinano per ordine di probabilità. Questo è il nuovo modo di vedere la forza di gravità, come una forma di entropia. O un "effetto collaterale della propensione naturale verso il disordine". Se non è chiaro che cosa la sostituirà, e ancora siamo ben lontani dall'immaginare le possibili applicazioni pratiche, su un punto Verlinde è categorico: "Il re è nudo. Da tempo si era capito che la gravità non esiste. Ora è giunto il momento di gridarlo".
Abbiamo letto che l'abbandono di Newton era già stato anticipato dalla relatività di Albert Einstein. Vediamo il perchè:
Dal sito: http://www.racine.ra.it/planet/testi/gravit2.htm
"Nel 1905 uno sconosciuto fisico che lavorava presso l’ufficio brevetti di Berna era passato improvvisamente dall’anonimato alla celebrità; il suo nome era Albert Einstein. In tre articoli che apparvero su una prestigiosa rivista di fisica il giovane Einstein rivoluzionava completamente i concetti di spazio e di tempo dimostrando che spazio e tempo non sono statici e assoluti come affermava Newton ma sono dinamici e relativi. In altre parole lo spazio può restringersi od espandersi e il tempo può dilatarsi o contrarsi a seconda dello stato di moto dell’osservatore; inoltre spazio e tempo sono intimamente legati fra loro tant’è che gli scienziati non parlano più di spazio e tempo bensì di spazio-tempo.
Dopo queste prime fatiche Einstein cominciò a ragionare sulla gravità, cercando di elaborare una nuova teoria che permettesse di superare le difficoltà di cui abbiamo accennato in precedenza.
Nel 1908 un banale incidente contribuì a mettere il grande scienziato sulla pista giusta: un imbianchino cadde da un tetto e precipitò al suolo; per sua fortuna (ma non solo sua) sopravvisse. Appena saputa la notizia Einstein si recò all’ospedale a visitare il malcapitato per sapere che cosa aveva provato nel cadere; l’uomo gli riferì che durante la caduta si era sentito del tutto privo di peso, come se la gravità fosse momentaneamente sparita. Perché l’imbianchino non aveva avvertito la gravità?
Sicuramente abbiamo tutti osservato quelle splendide immagini televisive in cui si vede l’equipaggio dello Space Shuttle in orbita che fluttua liberamente in assenza di peso. Immaginiamo allora un’astronauta all’interno di una navicella che orbita attorno alla Terra; l’uomo è privo di peso, fluttua liberamente e, se lancia una pallina di fronte a sé, la pallina di muove seguendo una traiettoria rettilinea. Se portiamo l’astronauta con la sua navicella sulla superficie terrestre vediamo che le cose vanno molto diversamente; l’uomo sente qualcosa che lo tiene attaccato al pavimento della navicella e se lancia la solita pallina davanti a sé questa cade a terra seguendo una traiettoria curva. Noi spieghiamo questi fenomeni parlando di forza di gravità. Ma la solita domanda continua a ronzarci nel cervello: perché quando si trova nello spazio l’astronauta, al pari dell’imbianchino, non sente la gravità? Non certo perché nello spazio l’influenza della Terra è trascurabile, come a volte si sente dire dai mass-media; al contrario, anche nello spazio l’influenza della Terra è fortissima (ne sa qualcosa la Luna che da più di quattro miliardi di anni è imprigionata dalla gravità terrestre e costretta a ruotare attorno al nostro pianeta). Che differenza c’è allora fra lo spazio e la superficie terrestre?
C’è una grandissima differenza: la superficie terrestre impedisce alla navicella e all’astronauta di fluttuare liberamente e, in questo caso, appare la gravità. Ormai sentiamo di essere vicini alla soluzione del mistero.
Immaginiamo un ulteriore esperimento: supponiamo di essere all’interno di una casetta sulla superficie terrestre e di lanciare davanti a noi la solita pallina; la pallina cade sul pavimento dopo un certo tempo seguendo una traiettoria curva. Come al solito noi spieghiamo questo fenomeno invocando la forza di gravità. A questo punto cambiamo le carte in tavola; supponiamo che, nell’istante esatto in cui viene lanciata la pallina, sotto la casetta si faccia improvvisamente il vuoto. Di conseguenza la casetta viene a trovarsi in caduta libera, cioè in libera fluttuazione. Ora, rispetto alla casetta, i punti di partenza e di arrivo della pallina e il tempo impiegato a percorrerne la distanza sono esattamente gli stessi ma qualcos’altro è cambiato: la traiettoria è diventata rettilinea.
In altre parole la gravità è sparita!
Ecco la grande intuizione di Einstein: la gravità non esiste, la gravità è un’illusione. Hanno ragione l’imbianchino e l’astronauta ad affermare che non sentono la gravità perché la gravità non esiste; essa appare, come per incanto, quando, per un qualunque motivo (nel nostro caso a causa della superficie terrestre), viene interrotto il movimento naturale di libera fluttuazione.
La libera fluttuazione è il movimento naturale dei corpi; esso viene comandato e regolato direttamente dallo spazio. In genere, quando si parla di spazio, siamo portati a pensare a qualcosa di vuoto, al nulla; in realtà lo spazio va immaginato come una specie di tessuto elastico in grado di deformarsi (analogo a quello utilizzato in quelle pedane dove i bambini, e non, si divertono a saltare). Normalmente lo spazio è piano e i corpi seguono traiettorie rettilinee ma in presenza di materia lo spazio si incurva.
A questo punto diventa subito chiaro perché, ad esempio, la Terra ruota intorno al Sole oppure perché la Luna gira intorno alla Terra. La Terra ruota attorno alla nostra stella non perché il Sole la attrae con una misteriosa forza che noi chiamiamo gravità ma perché il Sole, a causa della sua grande massa, incurva lo spazio circostante e questa curvatura si trasmette fino a grandissime distanze. Di conseguenza la Terra, muovendosi in uno spazio curvo, altro non può fare che seguire una traiettoria curva. Lo stesso dicasi per la Luna.
Riassumendo il connubio fra spazio e materia può essere espresso con la seguente frase: lo spazio dice alla materia come muoversi, la materia dice allo spazio come incurvarsi.
Questa concezione della gravità, pubblicata da Einstein nel 1916 e nota sotto il nome di Teoria della Relatività Generale, mostra una bellezza, una semplicità e soprattutto un’eleganza che hanno dell’incredibile. Invece che essere di fronte a una teoria scientifica sembra di avere a che fare con una sinfonia di Beethoven o ad un valzer di Strauss."
Ricordiamo che in relatività generale, l'interazione gravitazionale è generata dalla curvatura dello spaziotempo creata dalla presenza di corpi dotati di massa o di energia, ed è previsto che si propaghi per mezzo della radiazione gravitazionale, un fenomeno ondulatorio che non richiede di alcun supporto materiale per diffondersi nello spazio, e che viaggia alla velocità della luce. Il campo gravitazionale è un campo tensoriale, rappresentato matematicamente da un tensore metrico, legato alla curvatura dello spazio-tempo attraverso il tensore di Riemann.
Nell'articolo originale su "La repubblica" non vi erano nel titolo i punti interrogativi, che ho voluto aggiungere, e nel prossimo POST, vi spiegherò il perchè di questa mia scelta.
Un caro saluto
Alessandra
Nessun commento:
Posta un commento