"La gravità quantistica a loop", ovvero "I nulli ignoranti, tacciano"

Seguo le puntate, eh!

masochismo ad uno stadio avanzato o giusta penitenza per i tuoi peccati forumistici?
vassapé

Mah...vassapé!

« Relatività ». Tralascio la « Speciale », in quanto il tema della discussione é « Gravità quantistica a loop », e , dato che le stelle toscane si impazientiscono, cerco di abbreviare le premesse. Quindi non parlo di gemelli, di orologi balzani, di come muoversi in fretta non faccia invecchiare, dell'assurdità di parlare di contemporaneità quando si é troppo distanti e compagnia cantante. Vado a parlare di spazio. Si, il famoso « scatolone senza pareti », assolutamente statico, col ticchettio di sottofondo del suo cipollone (che magari é una pendola, ma senza cucù) assoluto, nel quale c'entra tutto : rdc, gatti, sistema solare, galassie e spazi intergalattici. Si... spazio che contiene spazi...pare sentire Russel con l'insieme degli insiemi che contengono (o meno) se stessi...Non divaghiamo, che ho già male a' capa. Che poi, questo spazio scatolone che ci hanno insegnato a scuola, é una cosina piuttosto recente. L'ha tirata fuori Newton (lavando la famosa mela in un, meno famoso, secchio d'acqua ruotante) per giustificare l'accelerazione della sua famosissima (e quasi sempre universalmente valida) legge di gravitazione universale. Prima, lo spazio (o luogo) era quello definito da...Aristotile (ripreso da Cartesio, non confutato da Galileo etc) : lo spazio é il modo in cui le cose sono disposte le une rispetto alle altre. Più precisamente, (e chiaramente ): « il luogo é il primo immobile limite del contenente »(Fisica, libro IV, 4, 212a). Quello che si chiama « spazio relazionale », e che fa parte della nostra esperienza quotidiana. E che non esisterebbe se non ci fossero le cose. Lo spazio assoluto di Newton, invece, esiste indipendentemente dalle cose (e dalla distanza che le separa). Dice nei « Principia », libro I. Ed in questo spazio, i punti hanno distanze fisse, legate ed ossequienti alla geometria euclidea. Notare bene, che anche per Newton , la nozione di spazio che usiamo quotidianamente é quella relazionale, in quanto lo spazio assoluto non é direttamente accessibile ai nostri sensi, pur essendo indispensabile per la sua nuova fisica, ed é rivelato dalla presenza di forze inerziali (il poco noto esperimento del secchio ruotante). Riepilogando, da Newton in poi, quotidianamente rileviamo l'adiacenza degli oggetti (spazio relazionale), ma per comprendere la realtà dobbiamo assumere l'esistenza di uno spazio assoluto che determini le distanze tra gli oggetti con le regole della geometria euclidea. Questo spazio assoluto (per essere pignoli) non é un « riferimento inerziale privilegiato », ma é la struttura rispetto alla quale é definita un'accelerazione. Ed é reale, in quanto sono osservabili e misurabili le forze « inerziali ». Con l'esperimento del secchio, per esempio. E da Newton in poi mescoliamo sotto lo stesso termine « spazio » due realtà ben diverse : lo spazio relazionale e quello assoluto. Che non sono la stessa cosa. Tanto per la cronaca, questa ambiguità l'avevano vista in parecchi : Lebniz (che aveva il dentino avvelenato con Newton per la progenitura del calcolo infinitesimale), Kant, Berkeley, Mach etc. Ma data l'efficacia della sua legge di gravitazione universale, Nawton l'ha avuta vinta.
Poi é arrivato Super-Albert. Finita la festa.
Ma cosa dice, alla fin fine, la « Relatività generale » ?
In concisi, semplici, facili e chiari termini, questo :

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...alla prossima puntata

Ci vuole illustrare la formula?
Quale geometria spazio - tempo abbiamo?

Didascalia dell' illustrazione ? Non se ne parla nemmeno. Al solo pensiero di spiegare i simboli e la simbologia mi viene l'orticaria. E' una « figura », come in ogni raccontino che si rispetti. Per alleggerire l'estetica del testo

...lavori in corso....

Qui si lancia il sasso e si ritira la mano!

Mai oserei imitare i "professionisti" della materia*. La invito, cortesemente, a rileggere la premessa.



* "Lancio del sasso con mano rapidamente nascosta"

Ri(e)man(n)i seduta comoda e non disperare. Ecco altro popcorn.

Nel frattempo forse c'è la faccio anche a vedere Dune parte 2.

ce la farai tranquillamente, se non dura quanto "Ambiancé" di Veberg

Dura meno

Cosa ha scoperto Einstein, alla fin fine ? Ha cominciato chiedendosi come mai che della luce (e di tutte le onde elettromagnetiche, per inciso) comunque se ne misurasse la velocità (da fermo, correndo verso la sorgente luminosa o scappando davanti a lei), il risultato non cambiasse, mentre la velocità di qualunque altra cosa, é « variabile », in quanto dipende da rispetto a cosa la si misuri. Io seduto, rispetto al suolo ho velocità nulla, ma rispetto al Sole, sto andando a tutta birra.. Ed arrivo' alla conclusione che la velocità della luce fosse « assoluta ». E se se era « assoluta » lei, (misurabile) non lo fossero né il tempo, né lo spazio. Quindi, che lo spazio ed il tempo (assoluti) non fossero lo scenario immobile di una rappresentazione, ma che , in un certo senso, ne facessero parte. Il « t ic-tac cosmico » non esiste e che quindi la contemporaneità é solo « locale » (cioé, di eventi « vicini »). Lo spazio e tempo sono un tutt'uno, strettamente legato : le dimensioni nelle quali viviamo non sono tre, ma quattro. E non rigide e fisse, ma elastiche. Quello che é « fisso e assoluto» é solo la velocità della luce (e delle altre onde elettromagnetiche). E quindi orologi e lunghezze, in moto relativo rispetto differenti osservatori, danno risultati diversi... se corro invecchio di meno di mio cugino che sta in poltrona....
E come il campo elettrico ed il campo magnetico sono due facce di un solo campo (.... « elettromagnetico »...), lo spazio ed il tempo, due aspetti dello spazio tempo...Einstein intuisce (e verifica, calcolando) che energia e massa, da sole, non si conservano (come pontificavano indiscussi principi di conservazione dell'epoca), e che l'una si trasforma nell'altra, in quanto quello che si conserva é l'insieme delle due. Si, la famosa formulina che conoscono tutti.
E questa é la « relatività speciale »
Non contento dei guai combinati, (ai giapponesi futuri, soprattutto), si é attaccato alla « forza di gravitazione », 'sta roba strana che fa cascare le mele, e non solo. Tanto per evitare i copincolla conistici, parlo della mele newtoniane., che sia chiaro . Le altre prendono rilevanza storica per influsso diabolico e non ne parlo.

Si é attaccato alla forza di gravitazione, in quanto tutti, Newton compreso, non avevano ben chiaro come questa « forza » attirasse non solo mele, ma anche pianeti etc, agendo in maniera invisibile ed a distanza. La « pista di riflessione » l' aveva sottomano, « in famiglia » (Il padre montava centrali elettriche in Italia), negli studi di Faraday e Maxwell che avevano identificato nel campo elettromagnetico il « vettore » della forza elettrica e di quella magnetica. Quindi, l'idea che anche la « forza di gravitazione » fosse « trasportata/manifestazione » di un campo. Ma....quale campo ?
Dargli un nome, « campo gravitazionale », non basta. Tocca trovare cosa sia. E qui, colpo di genio : i famosi due piccioni con una fava. Lo « scatolone vuoto » dello spazio assoluto, che stava li', piuttosto ingombrante perché non convinceva tutti...perché non « riciclarlo » ?
Il « campo gravitazionale » é lo spaziotempo.
Quindi, lo spaziotempo non é piatto, liscio, calmo e tranquillo...ma piuttosto « agitato », come il campo elettromagnetico. Il quale, pero', grazie alle equazioni di Maxwell, é ben definito...ed « usato » tecnicamente. Le equazioni di Maxwell spiegano e prevedono tutto.
E per « il campo gravitazionale », nome ed idea folgorante ?
Certo, lo spaziotempo é (come lo defini' Albert) una specie di mollusco, gigantesco e flessibile. I corpi non sono attirati da invisibili corde, ma si muovono in uno spazio che si inclina verso una massa, come nell'interno di un imbuto. Ed é la natura curva dello spazio che fa muovere i corpi. Che non é uno « spazio », newtoniano, ma uno spaziotempo...quello della relatività ristretta. E come studiare i fenomeni di questo mollusco ? Le equazioni, in parole povere. Per farlo, il buon Einstein si é dovuto sorbettare un'astrusa matematica, che descrive le superfici/spazi curvi pluridimensionali, grazie ad uno strambo « oggetto matematico » che si chiama (dal suo inventore) « curvatura di Riemann ». In conclusione, ha tirato fuori la sua equazione (l'illustrazione della puntata precedente ), che dice che " la curvatura di Riemann é proporzionale all'energia della materia". In parole povere, che lo spaziotempo si incurva di più dove ci sta più materia. Insomma, fa un « imbuto », più o meno largo, più o meno ripido.
E da questo....luce che si curva, bigghebanghe, buchi neri.....etc.

E qualche anno fa, la « prova » che mancava. I campi hanno le onde....ed il campo gravitazionale ?
Sono state misurate (e si misurano) onde gravitazionali (da incidenti di percorso di buchi neri che si scontrano e si mangiano etc )...che hanno la stessa velocità di onde elettromagnetiche prodotte dallo stesso fenomeno.
Quindi, ad oggi, la realtà.

Ed « il problema di vicinato » ?

calma, gesso, cibi e bevande, poltrona comoda

Bon, si, pero', con la relatività di Albert, che succede, che cambia ? Per noi che campiamo sulla Terra nel nostro tran-tra quotidiano...niente. Continuamo a usare le maccanica galileo-newtoniana, e tutto si passa come se vivessimo nel migliore dei mondi possibili. Si, é vero : scopriamo che Bumble, mangiando un cannolo in riva al mare invecchia più lentamente di una sherpa in cima all'Annapurna (eh, si: scherzi dello spazio tempo)...e poi, chi si occupa di queste cose, scopre che il « dove viviamo », quello che chiamiamo Universo , é « finito », ma non ha « un bordo », dal quale....guardare fuori. Una dantesca paradisiaca ipersfera, insomma. E che c'é una gran quantità di materia/energia (o vassapécosa che si comporta come tale) definita « oscura » perché non si sa cosa sia...Ma, tutto sommato, niente di che possa cambiare il nostro quotidiano...GPS a parte. A proposito, riassumiamo la situazione del « dove siamo e cosa ».
Siamo fatti (noi, virus covid, carote, galassie e tutttoquanto) di campi quantistici che si manifestano sotto forma di particelle, come elettroni o fotoni, oppure di onde, come le onde elettromagnetiche tipo la luce o la tv. Questi campi quantistici descrivono (e permettono di calcolare, quindi prevedere gli effetti) gli atomi e tutto il resto. Sono « oggetti strani », e le particelle delle quali sono composte appaiono e si materializzano solo quando interagiscono...e « nasce la realtà ». Lo spigolo dove picchio il ginocchio che mi fa un male cane...é composto di particelle che , da sole, sarebbero una nuvola di probabilità di esistenza e di localizzazione.....inesistente e dovunque.
Se avete capito, siete bravi.
Un sacco di gente colta in materia asserisce che é proprio cosi, ed in effetti, sbattere il ginocchio su uno spigolo fa male.
E tutto questo sfarfalleggiare di eventi quantistici in un mare di onde, interagendo, crea la realtà.
La realtà macroscopica di mele che cascano sul suolo, pianeti che orbitano intorno a stelle, galassie che ruotano intorno a buchi neri, galassie che si sono formate da polveri....tutta una sarabanda, nella quale le « masse » (fatte da tutte quelle minuzie ondeggianti probabilisticamente delle quali abbiamo appena parlato) influenzano quel « grosso mollusco » dello spaziotempo, che influenza... le « masse »...una specie di « pizzica »cosmica. Come nella storiella dello scavatore di serci nel deserto di sassi, più si scoprono cose e più ce ne sono da scoprire, per le quali (per ora) né le Relatività, né il Modello Standard hanno risposte : la « materia/energia oscura »...cosa c'era « prima del bigghebanghe (che non é il bunga bunga) »...se ha senso parlare di « prima »...dato che il « vuoto » puo' dare origine a qualcosa ed ha un'energia (chiedere a Dirac, per i particolari), qual'é l'origine del vuoto....Ovviamente, esiste la risposta facilefacile del « deus-ex-machina » della tragedia greca e di altre opere letterarie, ma questa é trattata in un'altra sezione, gestita da cono.
Qui si é scelta la strada difficile : quella della scienza.
Ah...dimenticavo.... « il litigio dei vicini ».
S'é fatto tardi. Alla prossima puntata.

Dune l'ho visto, puoi procedere oltre.

Che poi se spunta fuori la Spezia, 'ntu culo a tutto, relativit & C., annulliamo lo spazio e viaggiamo senza muoverci.