GRAVITONE E FOTONE PARENTI
Mr. Quadro non può vedere Madame Sfera nella
sua interezza ma non vede neppure il profilo
della sezione, in quanto non lo può vedere
dall'alto.
Vede quindi solo una
linea che aumenta di
lunghezza
e
poi
diminuisce
sino
a
sparire: un fatto che
non può spiegare.
Fonte illustrazione: http://www.treccani.it/site/scienze6.htm
gravitone e fotone parenti
Questo curioso esempio ci dice, in modo
rudimentale ma efficace, come alcuni fenomeni o
leggi della fisica difficili a comprendersi nelle tre
dimensioni, potrebbero trovare una spiegazione
più semplice e risultare addirittura banali, se li
immaginassimo avvenire in quattro o più
dimensioni. Visualizzare uno spazio a quattro o
più dimensioni è per noi difficile, ma ci viene in
aiuto la matematica. Da molto tempo infatti i
matematici
sanno
come
trattare
le
extradimensioni.
gravitone e fotone parenti
Theodor Kaluza, suggerì che l’universo in cui
viviamo avesse quattro dimensioni spaziali. In
questo spazio a quattro dimensioni le leggi
dell’elettromagnetismo di Maxwell e della gravità
di Einstein, che ci appaiono così diverse nelle
nostre tre dimensioni, discenderebbero le une
dalle altre.
Il gravitone, il quanto del campo gravitazionale,
e il fotone, il quanto del campo elettrico, così
diversi per i nostri esperimenti tridimensionali,
diventano parenti strettissimi nello spazio
quadridimensionale di Kaluza.
gravitone e fotone parenti
Ma se l'universo ha veramente più di tre
dimensioni perché noi non riusciamo a
visualizzarle? L'idea - implicita nel lavoro
di Kaluza e poi sviluppata in maniera più
completa nel 1926 dal matematico
svedese Oskar Klein - è che l'universo
abbia dimensioni estese e dimensioni
curve raggomitolate su se stesse.
Cosa vuol dire?
IL SOGNO DI EINSTEIN
Einstein, nella seconda parte della sua vita
scientifica, si scontrò con il problema di come
combinare le due teorie di grande bellezza e
successo, e certamente non estranee l’una
all’altra:
1. L’ elettromagnetismo di Maxwell, che lo
aveva condotto alla Relatività Ristretta, e i
suoi
sviluppi
quantistici
(dall’’effetto
fotoelettrico alla QED)
2. La sua teoria della gravitazione, la Relatività
Generale
il sogno di Einstein
Quando la forza debole e quella forte non
erano ancora state scoperte Einstein
trovava già insopportabile l’esistenza di due
forze
distinte,
gravità
ed
elettromagnetismo. Si mise così alla ricerca
di una "teoria del campo unificato", una
relazione matematica capace di descriverle
entrambe
dimostrando
che
erano
manifestazioni di un’unica forza come
elettricità e magnetismo.
il sogno di Einstein
Il suo sogno era essenzialmente quello
di combinare
macroscopico e microscopico
infinitamente
piccolo
grande
e
infinitamente
Cosa ne è del sogno di Einstein 50 anni
dopo?
DOPO EINSTEIN LA RICERCA CONTINUA
Einstein dedicò a questo progetto alcuni
decenni, infruttuosamente. Nel frattempo
furono scoperte le altre due forze, il che
rese ancor più difficile l’impresa. Verso la
fine degli anni ‘60 però. gli americani
Steven Weinberg, Sheldon L. Glashow e il
pakistano Abdus Salam idearono un
modello matematico che descriveva la
forza elettromagnetica e quella debole
come
aspetti
di
un’unica
"forza
elettrodebole".
la ricerca continua
Ora gli scienziati indagando sul loro significato
più profondo sperano di scoprire che sono solo
diverse manifestazioni di un’unica forza
universale.
Sono convinti infatti che esista una superforza
capace di cambiare aspetto di volta in volta.
Ma com’è possibile che forze d’intensità
tanto diversa possano assumere la stessa
forma?
la ricerca continua
In realtà l’intensità effettiva delle forze non è
costante in assoluto, ma cambia in funzione
della temperatura dell’ambiente in cui
agiscono.
L’intensità della forza debole e di quella
elettromagnetica variano all’aumentare della
temperatura fino a diventare simili verso il
milione di miliardi di gradi (corrispondente a
un’energia di 100 miliardi di elettronvolt). E’ a
quel punto che le due forze si combinano
nell’unica forza elettrodebole
LA TEORIA DEL TUTTO
Oggi i fisici con la ricerca della Teoria del
Tutto vorrebbero realizzare il Sogno di
Einstein: qualcuno dice di essere molto
vicino alla meta.
Ma la sintesi, se mai effettivamente si
farà, verrà realizzata utilizzando la
Fisica quantistica e non contro la Fisica
Quantistica,
come
invece
avrebbe
preferito Einstein.
LA GEOMETRIA
I fisici teorici fanno la teoria
delle teorie e cercano la
Teoria del Tutto.
La geometria
è il loro linguaggio preferito