Buchi neri, materia oscura, teoria delle stringhe: le nuove frontiere della Fisica

Buchi neri, materia oscura, teoria delle stringhe: le nuove frontiere della Fisica

Le sfide degli scienziati nel terzo millennio.

La fotografia di un buco nero, scattata con l’ausilio di ben 8 telescopi ha portato alla ribalta gli aspetti più affascinanti della Fisica. Lo studio dei buchi neri è solo la punta dell’iceberg di un fermento notevole che l’Astrofisica sta vivendo in sordina da almeno un secolo.

Le cognizioni che abbiamo dato sempre per scontate stanno cadendo sotto i colpi della ricerca e delle ipotesi sempre più azzardate degli scienziati.

Einstein formulò nel 1905 la sua Teoria della Relatività ristretta. E da allora tutte le certezze sono scomparse. Non abbiamo più neppure la sicurezza dell’esistenza del Tempo. Almeno non come lo abbiamo sempre concepito.

All’interno dei buchi neri esiste una concentrazione di materia così elevata da creare una situazione da cui non può sfuggire neppure la luce. E la deformazione dello spazio-tempo è così totale da farci credere che al suo interno non esista né tempo né spazio. Situazioni difficili anche solo da immaginare, se non si hanno alcune conoscenze di base.

Ma se la fotografia del buco nero ci conferma le teorie di Einstein, esistono moltissimi interrogativi ancora da sciogliere.

La Teoria del Tutto

Prendiamo ad esempio la forza di gravità postulata da Newton. Tutti i discorsi sull’attrazione tra corpi celesti. Abbiamo constatato che i campi gravitazionali come li conosciamo sono validi nell’infinitamente grande. E quindi nei “rapporti” tra corpi celesti.

La stessa dinamica però non trova riscontro nell’infinitamente piccolo. Gli atomi e le particelle elementari (per intenderci quelle sub-atomiche, come neutrini, quark, elettroni, ecc.), non reagiscono allo stesso modo. Anzi, tra loro la forza gravitazionale non funziona proprio.

Il dilemma quindi è il seguente: abbiamo sbagliato tutto oppure no? Ci sono molti riscontri che ci fanno pensare che non abbiamo sbagliato tutto. Ma allora come conciliare due teorie gravitazionali che si contraddicono l’una con l’altra? Ecco perché è molto “trendy” la Teoria del Tutto.

Ma in cosa consiste? Evidentemente in una teoria, che ancora non possiamo formulare, ma che concilii la gravitazione newtoniana e la Fisica Quantistica.

I Quanti

Eh già: ci sono i quanti! Visto che l’attrazione gravitazionale non soddisfa tutte le condizioni, si è pensato che debba esistere un’energia che si propaga a “pacchetti”: i quanti di energia. E i quanti non avrebbero massa. Ma come è possibile? Sarebbe possibile se queste particelle incorporee avessero in realtà il comportamento di stringhe.

E se fin qui non fosse chiaro il discorso, a complicare ulteriormente le cose intervengono materia e energia oscure.

Materia e Energia oscure

Abbiamo le prove che nell’universo la materia conosciuta è circa i 2/3 del totale. Tutto il resto dello spazio sarebbe occupato da una materia che non riusciamo a scoprire, ma che esiste. Pensate che se parliamo invece di energia, quella conosciuta è solo il 5% del totale. Tutto il resto sarebbe “energia oscura”.

Il Big Bang

Ma i quesiti non sono finiti. Sono in ballo mille suggestioni una delle quali è l’approfondimento del Big Bang. Pare assodato che il nostro universo sia stato generato da una esplosione terrificante avvenuta 13,7 miliardi di anni fa. Tutte le volte che calcoliamo la presenza di una galassia o di un ammasso stellare è come se viaggiassimo nel tempo. La luce infatti si propaga ad una velocità ben definita che corrisponde a circa 300.000 Km. al secondo. La luce del Sole impiega 8 minuti ad arrivare a noi. Significa che quando guardiamo il Sole lo vediamo come era 8 minuti fa. Allo stesso modo se osserviamo o calcoliamo un corpo che si trova a 1.000 anni luce, lo vediamo come era 1.000 anni fa.

Emerge però un’altra incongruenza. Sappiamo che nulla può viaggiare più veloce della luce. La luce stessa non può fisicamente viaggiare più veloce di 300.000 Km. al secondo. È però stato provato che al momento del Big Bang la materia proiettata nei primi 400 anni ha viaggiato molto più veloce.

E ancora… cos’è la luce?

L’ultima e più recente ipotesi è che non sia univoca. Sarebbe infatti sia corpuscolare che ondulatoria. Quindi composta da particelle ma anche da onde. Su ciò hanno lavorato menti eccelse quali Newton, Huygens, Maxwell e Einstein. Tanto per citarne quattro.

Argomenti difficili, ma certamente affascinanti. Che ci dimostrano però quanto siamo distanti dal capire dove siamo, chi siamo e da dove veniamo.

Universi paralleli e teoria dell’ologramma

E già! Anche perché in questa chiacchierata non abbiamo affrontato l’argomento del Multiverso e degli Universi paralleli, per i quali potrebbero esistere infiniti noi stessi. Oppure l’ipotesi che il nostro universo e noi stessi saremmo un ologramma di un qualcosa collocato ben distante da noi. E non sono frottole ma solide teorie… 

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

*