La teoria delle stringhe propone l'idea che tutto nell'universo, dalle più immense galassie alle particelle subatomiche, sia fatto di sottili e vibranti corde di energia. Una teoria affascinante, ma che al momento è ancora in cerca di dimostrazione.
Dal punto di vista matematico, la teoria delle stringhe suggerisce che il mondo che conosciamo non è completo, e che oltre le 4 dimensioni con cui abbiamo familiarità - il tempo e lo spazio tridimensionale - esistono sei dimensioni spaziali extra, presenti in forme geometriche occulte ad ogni singolo punto nell'universo. "Anche se gli scienziati usano potenti super-computers per cercare di visualizzare queste dimensioni extra", dice il fisico Gary Shiu, che ha condotto lo studio, "nessuno è ancora riuscito a svelarne la forma". Secondo la teoria delle stringhe, queste dimensioni extra potrebbero avere 10.000 forme possibili diverse, ognuna teoricamente corrispondente al proprio universo e alle proprie leggi fisiche. "Vorremo conoscere quella che corrisponde al nostro di universo", dice Henry Tye, fisico della Cornell University che non ha partecipato allo studio. Nel mondo fantastico delle stringhe e delle superstringhe, un mondo infinitamente piccolo dove i costituenti fondamentali della materia e dell'energia sono miliardi e miliardi di volte più piccole degli elettroni o dei fotoni, non vi è un solo universo, ma molti universi paralleli che possono anche venire a contatto tra loro. Shiu dice che le forme multi-dimensionali dell' extra-mondo sono troppo piccole per poter mai essere osservate attraverso gli usuali mezzi, per questo la teoria è così difficile da dimostrare. "Possiamo teorizzare qualsiasi cosa, ma poi dobbiamo essere in grado di dimostrarlo sperimentalmente. Il problema dunque è: come facciamo ?".
Il metodo sviluppato da Shiu, Insieme al suo studente Bret Underwood, si basa sull'idea che le sei dimensioni extra abbiano avuto una forte influenza sull'universo, quando questo era ancora un piccolo blocco altamente compresso di materia ed energia, nell'istante dopo il Big Bang. Non esistendo ancora una macchina del tempo per tornare a quel momento, i nostri eroi hanno usato una mappa dell'energia cosmica rilasciata dopo il Big Bang che è stata catturata da satelliti come il WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) della NASA essendo rimasta praticamente tale e quale, fornendo una fotografia del baby-universo. "Così come un'ombra può dare un'idea di un oggetto, questa traccia di energia cosmica può fornire un'indicazione della forma delle altre sei dimensioni presenti", spiega Shiu.
Per decifrare da questa ombra cosmica la geometria a sei dimensioni dell'extra-mondo, i nostri eroi sono partiti da due differenti tipi di geometrie matematicamente semplici, chiamate "warped throats" (gole deformate), calcolando l'ammontare di energia che in teoria corrisponderebbe all'universo descritto da ogni forma. Comparando poi le due mappe, hanno riscontrato piccole ma significative differenze. Il risultato mostra che specifici pattern di energia cosmica possono fornire indicazioni sulla geometria delle forme a sei dimensioni.
L'UNIVERSO ELEGANTE
1 commento:
L'ipotesi di Everett (o "interpretazione a molti mondi"),impone numerose restrizioni al procedimento di quantizzazione.Tale ipotesi,suggerisce anche di imporre particolari restrizioni alle condizioni inerenti alla funzione d'onda dell'Universo;restrizioni che non appaiono naturali nelle altre interpretazioni.Secondo queste ultime,l'Universo odierno è costituito da un unico "ramo" generato nel lontano passato dalle forze a cui è dovuta la riduzione della funzione d'onda.Di conseguenza,nelle interpretazioni diverse dall'ipotesi di Everett,gli effetti quantistici della gravità consistono,almeno attualmente,nel generare piccole fluttuazioni attorno a un Universo essenzialmente classico.Questo punto di vista della cosmologia quantistica (sviluppato in profondità da J.V.Narlikar),porta a modelli cosmologici distinti da quelli suggeriti dall'ipotesi di Everett.Un'analisi dettagliata di ciò che un osservatore vedrebbe,mostra che vi sono delle differenze tra i modelli basati sull'ipotesi originale di Everett e quelli di Narlikar,anche se al giorno d'oggi l'evoluzione sarebbe descritta con ottima approssimazione da un Universo di Friedmann classico in entrambi i casi.
I due tipi di modelli differiscono enormemente in prossimità della singolarità iniziale,e ciò può portare a differenze osservabili tra quelli basati sull'ipotesi di Everett e quelli basati sulla riduzione della funzione d'onda.L'esistenza di queste differenze permette di ovviare alla critica principale mossa all'ipotesi di Everett dai suoi oppositori;critica esposta in modo molto conciso da Shimony:"Dal punto di vista di qualunque osservatore - o più esattamente,dal punto di vista di ogni "diramazione" di un osservatore - la diramazione del mondo da lui osservata si evolve in modo stocastico.Poichè tutte le altre diramazioni sono inaccessibili alle sue osservazioni,l'interpretazione di Everett ha esattamente lo stesso contenuto empirico - nel senso più ampio possibile - di una teoria quantistica modificata in cui sistemi isolati di tipo opportuno subiscono occasionalmente "salti quantici" che violano l'equazione di Schrödinger.Pertanto Everett ottiene l'evoluzione continua dello stato quantistico globale al prezzo di una violazione estrema del principio di Occam (...)"
L'ipotesi di Everett però non viola il principio di Occam.
Quando il sistema osservato è piccolo,l'Universo,inteso nel senso corrente di tutto ciò che esiste,non si scinde.Solo l'apparato di misura si scinde.Se decidiamo che è l'Universo a scindersi,esso consiste di tutti gli Universi classici permessi dal dominio,in cui la funzione d'onda dell'Universo non è nulla.Solo in apparenza quindi,questa è una violazione del principio di Occam;poichè uno dei problemi presenti a livello classico consiste nel considerare il fatto evidente che tra tutti i punti dello spazio dei dati iniziali delle equazioni di Einstein,uno solo è stato "realizzato".È un problema comune a tutte le teorie classiche.A livello classico,per risolvere questo problema si devono porre le condizioni iniziali sullo stesso piano delle leggi fisiche.Si devono inoltre introdurre ulteriori leggi fisiche per implicare la riduzione della funzione d'onda.Adottando l'ipotesi di Everett non si deve invece ricorrere a nessuna legge nuova,perchè in questo caso tutti i punti nello spazio dei dati iniziali corrispondono a Universi classici realmente esistenti.In definitiva quindi,la cosmologia fondata sull'ipotesi di Everett,amplia l'orizzonte ontologico per "risparmiare" sulle leggi fisiche.Applicare l'interpretazione di Copenhagen,alla cosmologia quantistica (e dal punto di vista dinamico,il collasso della funzione d'onda da essa postulato),appare quindi addirittura ridicolo.È assai probabile che in un futuro,a mio avviso non troppo lontano,l'ipotesi di Everett (interpretazione a molti mondi) sostituirà sia quella statistica che quella di Copenhagen.
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