mercoledì 19 gennaio 2011

La meccanica quantistica e l'universo

La fisica dei quanti, o meccanica quantistica, ha portato una vera rivoluzione che ha investito l'universo. Essa ha rimesso tutto in discussione dando risultati pratici spettacolari in vari campi, dai superconduttori al laser, dai transistor ai semiconduttori, per finire con la bomba atomica. Il tutto è nato dai semplici concetti di onda e di corpuscoli. Un tempo si riteneva che la prima fosse un movimento entro la materia, mentre i secondi permettevano di idealizzare gli oggetti reali. L'esempio più semplice può essere quello delle onde marine. Alla vista, queste corrono verso la spiaggia; tuttavia le singole particelle d'acqua salgono e scendono descrivendo cerchi o ellissi e comunicano il loro movimento alle onde vicine. Così, attraverso il contatto non si trasmette materia, ma soltanto energia. Abbiamo quindi un duplice fenomeno: l'onda e il corpuscolo, cioè la materia che compone l'acqua. Gli scambi di energia tra materia e onde awiene per pacchetti, cioè per quanti, e ogni quanto è fornito di energia in modo proporzionale alla frequenza d'onda. Questa scoperta venne fatta da Planck e poi adottata da Einstein alla luce fatta di corpuscoli luminosi, cioè granelli di energia, che nel 1923 vennero chiamatifotoni. Qualche anno dopo (1926), il fisico austriaco Schrodinger formulò l'equazione d'onda che regola il comportamento delle particelle materiali. In base a ciò venne descritto il comportamento di un elettrone nell'ambito dell'atomo considerato come vibrazioni elettriche distribuite attorno al nucleo. Le particelle nella fisica quantistica non sarebbero altro che onde, raggruppate in quanti. Questa fisica appare molto astratta; essa tuttavia è coerente con i risultati sperimentali; inoltre sta alla base di tutte le considerazioni sull'universo. Vi sono esperimenti che appaiono contrastanti con la realtà che osseviamo, e che possono essere interpretati alla luce dell'«idealismo quantistico» o del «materialismo quantistico». Il primo in sostanza sostiene che senza l'osselVatore il mondo materiale non esisterebbe. Il secondo, che riscontra maggiori consensi, ammette soltanto l'esistenza della materia, e quindi della «realtà». Dalla meccanica quantistica nascono per alcuni fisici gli universi paralleli che, pur avendo aspetti fantasiosi, poggiano su solide basi matematiche. L'universo realeviene rappresentato da unafunzione d'onda (Everett) molto complessa che si divide in continue ramificazioni ognuna delle quali rappresenta un universo quale noi conosciamo. ntempo, si è detto, non può scorrere a ritroso, anche se in alcune teorie scientifiche la sua direzione non ha molta importanza. È su questo principio che si basano molti racconti di fantascienza che ipotizzano viaggi nel passato. Nel 1949 Kurt Godei dimostrò che un viaggio del genere era possibile secondo la teoria generale della relatività. L'autore ipotizza un modello d'universo che mantiene inalterate le equazioni di Einstein, pur dicendo: La situazione appare veramente assurda, perché consentirebbe, per esempio, a una persona di far ritorno al passato e di ritrovarsi in luoghi dove è vissuto. Ivi il viaggiatore nel tempo incontrerebbe un individuo il quale altri non sarebbe che lui stesso in un periodo precedente della sua vita. Potrebbe allora fare a quella persona qualcosa che egli ricorda di non essergli mai accaduta. Portando l'argomento alle estreme conseguenze, nel viaggio nel tempo potrebbe verificarsi un infanticidio, che porterebbe a far sì che il viaggiatore nel tempo non sia mai esistito. A questa argomentazione impossibile, ma strutturalmente logica, viene dato il nome di reductio ad absurdum. Secondo Cedric Lacey, i viaggi nel tempo non sono attuabili in qualsiasi modello cosmologico ragionevole, ma l'autore si chiede che cosa significhi poi in realtà «ragionevole»

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