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BUCHI NERI E SALTI TEMPORALI di Kip Stephen Thorne (un estratto)

ottobre 6, 2017

Pubblichiamo l’epilogo del volume “BUCHI NERI E SALTI TEMPORALI. L’eredità di Einstein” di Kip Stephen Thorne, Premio Nobel per la Fisica 2017 (Castelvecchi – Prefazione di Stephen Hawking – In uscita, la nuova edizione – Collana: Specchi – Pp. 671 – Euro 19.50)

EPILOGO

È passato ormai quasi un secolo intero da quando Einstein distrusse il concetto assoluto di spazio e di tempo di Newton e iniziò a gettare le fondamenta della sua eredità. Nel secolo che è trascorso tale eredità è aumentata fino a comprendere, tra molte altre cose, la deformazione dello spaziotempo e un insieme di oggetti esotici fatti unicamente e interamente di quella deformazione: buchi neri, onde gravitazionali, singolarità (rivestite e nude), cunicoli temporali e macchine del tempo.

In un’epoca o nell’altra i fisici hanno considerato assurdi ognuno di tali oggetti.

  • In questo libro abbiamo visto lo scetticismo di Eddington, di Wheeler e dello stesso Einstein riguardo ai buchi neri; Eddington e Einstein morirono prima che fosse stato dimostrato in modo convincente che si sbagliavano, ma Wheeler si convertì e divenne un sostenitore dei buchi neri.
  • Durante gli anni Quaranta e Cinquanta molti fisici, basandosi su interpretazioni erronee della matematica della relatività generale che stavano studiando, erano profondamente scettici riguardo alle onde gravitazionali (increspature della curvatura), ma questa è materia per un altro libro, e quello scetticismo si è dileguato da molto tempo.
  • Scoprire che le singolarità sono una conseguenza inevitabile delle leggi della relatività generale di Einstein è stato uno shock orribile per la maggior parte dei fisici, e per molti lo è ancora. Alcuni di essi trovano conforto nella fede nella congettura della censura cosmica di Penrose (secondo cui tutte le singolarità sono rivestite; le singolarità nude sono proibite). Ma che l’ipotesi della censura cosmica sia corretta o meno, la maggior parte dei fisici si è ormai adattata alle singolarità e come Wheeler si aspetta che le poco conosciute leggi della gravità quantistica le tengano a bada, che le regolino e le controllino nello stesso modo in cui le leggi della gravità di Newton o di Einstein governano i pianeti e controllano le loro orbite attorno al Sole.
  • I cunicoli temporali e le macchine del tempo oggi sono considerati un’assurdità dalla maggior parte dei fisici anche se le leggi della relatività generale di Einstein ne consentono l’esistenza. Gli scettici possono tuttavia trovare conforto nella nostra recente scoperta che l’esistenza dei cunicoli temporali e delle macchine del tempo non è regolata dalle leggi piuttosto permissive di Einstein, ma da quelle più restrittive della teoria quantistica dei campi nello spaziotempo curvo e della gravità quantistica. Quando le conosceremo meglio, forse quelle leggi ci diranno inequivocabilmente che le leggi fisiche proteggono sempre l’Universo dai cunicoli temporali e dalle macchine del tempo, o almeno da queste ultime. Forse.

Cosa possiamo aspettarci dal prossimo secolo, il secondo dell’eredità di Einstein?

Sembra probabile che la rivoluzione nella nostra concezione dello spazio, del tempo e degli oggetti fatti di deformazione spaziotemporale non sarà inferiore a quella del primo secolo. I semi della rivoluzione sono stati gettati:

  • I rilevatori di onde gravitazionali ci forniranno presto mappe osservative dei buchi neri e i suoni delle sinfonie prodotte dalla loro collisione, sinfonie piene di nuove e abbondanti informazioni su come si comporta lo spaziotempo deformato quando vibra violentemente. Le simulazioni dei supercalcolatori cercheranno di replicare le sinfonie e di dirci cosa significhino, e in tal modo i buchi neri diventeranno oggetto di accurati studi sperimentali. Cosa ci insegneranno questi studi? Sarà una sorpresa.
  • Infine, nel prossimo secolo, probabilmente più prima che poi, qualche fisico dotato di brillante intuizione scoprirà e svelerà le leggi della gravità quantistica nei loro dettagli più intimi.
  • Con le leggi della gravità quantistica a nostra disposizione, potremmo farci un’idea precisa di come sia sorto lo spaziotempo del nostro Universo, come sia emerso dalla schiuma quantistica della singolarità del Big Bang. Potremmo scoprire con certezza il senso, o la mancanza di senso, della tanto spesso sollevata domanda: «Cosa c’era prima del Big Bang?». Potremmo venire a sapere con certezza se la schiuma quantistica produce facilmente universi multipli e tutti i particolari su come lo spaziotempo viene distrutto nella singolarità al centro di un buco nero o nel «big crunch», e se, come e dove lo spaziotempo viene nuovamente ricreato. E potremmo scoprire se le leggi della gravità quantistica consentono o proibiscono le macchine del tempo: le macchine del tempo devono sempre distruggersi nel momento in cui vengono attivate?
  • Le leggi della gravità quantistica non sono il corpus finale di leggi fisiche lungo il percorso che ci ha portato da Newton alla relatività ristretta, alla relatività generale, alla teoria quantistica e quindi alla gravità quantistica. Le leggi della gravità quantistica dovranno ancora essere unificate con le leggi che governano le altre forze fondamentali della natura: la forza elettromagnetica, la forza debole e la forza forte. Probabilmente scopriremo i dettagli di questa unificazione nel prossimo secolo – anche in questo caso più prima che poi – e anche che essa può modificare radicalmente la nostra visione dell’Universo. E poi cos’altro? Credo che nessun essere umano possa fare previsioni oltre questo punto, eppure esso potrebbe venire raggiunto nel corso della mia vita, e della vostra.

(Riproduzione riservata)

© 1994 by Kip S. Thorne
Estratto da Buchi neri e salti temporali di Kip Thorne, Castelvecchi Editore.
Traduzione dall’inglese di David Santoro
© Lit Edizioni 2017. Per gentile concessione

 
Edizione italiana pubblicata in accordo con
The Italian Literary Agency, Milano

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La scheda del libro

In questo volume, Kip Thorne racconta le scoperte e le false piste della ri­cerca sui buchi neri, da Einstein a Hawking, esamina le conseguenze del­la teoria dello spazio curvo e le possibilità offerte dalla fisica dei quanti, fino a prendere in esame l’ipotesi dei wormholes, ovvero le scorciatoie che permetterebbero di viaggiare da un punto all’altro dell’Universo più rapida­mente della luce. Combinando princìpi fisici comprovati e geniali intuizioni, Buchi neri e salti temporali dimostra la sorprendente capacità della mente umana di sondare le complessità dell’Universo e di rivelare l’intima sempli­cità, l’eleganza e la meravigliosa bellezza delle leggi fondamentali che lo governano. Il libro, rigoroso ma accessibile, contiene un glossario, delle note di approfondimento, una cronologia sintetica e un’ampia bibliografia. Buchi neri e salti temporali non rappresenta soltanto il più importante testo di di­vulgazione sulla teoria dei buchi neri, ma una potente fonte di ispirazione dell’immaginario contemporaneo.

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Kip Stephen Thorne, fisico teorico statunitense, specia­lizzato in fisica della gravitazione e astrofisica, ha collaborato con Stephen Hawking e John Wheleer. Considerato uno dei maggiori esperti di relatività generale, si dedica allo studio dei bu­chi neri, le stelle di neutroni e i cuni­coli spazio-temporali, ed è conosciuto soprattutto per le teorie riguardo alla possibilità di viaggi nel tempo e per la «congettura del cerchio» sulla singola­rità dei buchi neri.
Il 3 ottobre 2017 ha conseguito il Premio Nobel per la fisica, insieme a Rainer Weiss e Barry Barish, per la scoperta delle onde gravitazionali.

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© Letteratitudine

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