Planetario di Milano – 6 Giugno 2006 Corrado...

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Planetario di Milano – 6 Giugno 2006 Corrado Ruscica

Transcript of Planetario di Milano – 6 Giugno 2006 Corrado...

Pla

neta

rio d

i M

ilan

o –

6 G

iugn

o 2

006

Corr

ad

o R

uscic

a

L’u

ltim

a lavagn

a

... u

nific

are

la

..

. u

nific

are

la

rela

tività

ge

ne

rale

re

latività

ge

ne

rale

co

n la

me

cca

nic

a

co

n la

me

cca

nic

a

qu

an

tistica

?q

ua

ntistica

?

RE

LA

TIV

ITA

’ G

EN

ER

ALE

ME

CC

AN

ICA

QU

AN

TIS

TIC

A

Teori

a q

ua

ntistica d

ella

gra

vità

Ein

ste

insi m

ise a

llo s

tud

io d

i una t

eori

a c

he a

vre

bb

e d

ovuto

spie

gare

tutt

i i

meccanis

mi de

ll’U

niv

ers

o,

cerc

ando le e

qu

azio

ni d

i que

lla c

he d

oveva e

ssere

una

“Teoria d

el T

utt

o”.

New

ton

-1665

Egli

arr

ivò a

lla c

onclu

sio

ne c

he la f

orz

ache a

ttira g

li og

gett

i vers

o t

err

a e

quella

che m

an

tiene in o

rbita la L

una a

ttorn

o a

lla T

err

a s

ono

la

ste

ssa c

osa

terr

acie

lo

La G

ravit

àè s

tata

la p

rim

a f

orz

a a

d e

ssere

com

pre

sa d

alla

Scie

nza

.

Dopo o

ltre

300

anni, a

ncora

oggi le

leg

gi

di N

ew

ton

vengo

no u

tiliz

za

te p

er

port

are

gli

astr

onauti in o

rbita

con i v

ett

ori,

ma c

’era

un p

rob

lem

a:

New

ton

non

aveva ide

a d

i com

e e

ssa f

un

zio

nasse la G

ravit

à!

Il p

roble

ma v

enne ig

nora

to p

er

quasi 2

50 a

nni, f

ino a

che n

on a

pparv

e s

ulla

scena A

lbert

Ein

ste

in.

All’

età

di 26 a

nni, E

inste

intr

ovò c

he la v

elo

cit

à d

ell

a l

uce

era

una s

ort

a d

i

limite d

i ve

locità d

el C

osm

o,

scopert

a c

he s

ta a

lla b

ase d

ella

Teo

ria d

ell

a

Rela

tivit

à S

pecia

le,

pubblic

ata

nel 19

05.

New

ton

vs

Ein

ste

in

Le ide

e d

i N

ew

ton

ed E

inste

indiv

erg

eva

no s

ul fa

tto c

he n

iente

in n

atu

ra p

supera

re la v

elo

cit

à d

ell

a lu

ce.

“La f

orz

a d

i gra

vità a

gis

ce

ista

nta

ne

am

en

te a

d o

gni d

ista

nza”

“Nulla

, nem

me

no la g

ravità,

può

via

gg

iare

a v

elo

cità s

uperi

ori a

quella

de

lla luce”

Ciò

sig

nific

ava

ch

e la

Te

ori

ad

ella

Gra

vita

zio

ne

di N

ew

ton

era

sb

ag

lia

taco

nce

ttu

alm

en

te !

Ma s

e la t

eoria

di N

ew

ton e

ra s

baglia

ta,

com

e m

ai i pia

neti n

on c

adevano v

ers

o il

Sole

o la L

una s

ulla

Terr

a ?

Ein

ste

insi tr

ovava d

i fr

onte

a u

n

dile

mm

a.

All’

età

di 30 a

nni, d

opo lung

hi anni d

i

stu

di, E

inste

intr

ovò la r

isposta

form

ula

ndo u

na t

eoria d

ella

gra

vità c

he

non s

up

era

sse

il lim

ite d

ella

velo

cità d

ella

luce.

Ein

ste

inip

otizzò

che le o

nd

e g

ravit

azio

nali

via

ggia

ssero

alla

velo

cità d

ella

luce !

Ein

ste

indefinì

la G

ravit

àco

me la c

urv

atu

rache s

i fo

rma n

el te

ssuto

spazio

-tem

pora

ledovuta

alla

pre

senza d

i m

asse.

1915

Sole

-Terr

aT

err

a-L

una

Gra

vit

à e

d E

lett

rom

ag

neti

sm

o

Ein

ste

inaveva u

n o

bie

ttiv

o a

ncora

più

am

biz

ioso e

cio

è u

nific

are

la G

ravit

àcon l’E

lett

rom

ag

neti

sm

ole

cui le

ggi era

no s

tate

form

ula

te c

on s

uccesso

into

rno a

lla m

età

del X

IX s

ecolo

da M

axw

ell

.

Ein

ste

inera

talm

ente

aff

ascin

ato

dal la

voro

di M

axw

ell

al p

unto

tale

che

pensava c

he l’u

nific

azio

ne t

ra e

lett

ricit

àe m

ag

neti

sm

ofo

sse u

no d

ei tr

ionfi

della

fis

ica.

Unific

ando p

erc

iò la G

ravità c

on l’E

M,

Ein

ste

inpensava d

i tr

ovare

la t

eori

a u

nic

a

dell’

inte

ro U

niv

ers

o.

Insom

ma

, E

inste

indesid

era

va a

vere

la v

isio

ne t

ota

le.

Andan

do a

cerc

are

di un

ific

are

la g

ravità c

on

l’e

lett

rom

agne

tism

o,

Ein

ste

insi accors

e c

he c

’era

un p

roble

ma:

La f

orz

a d

i G

ravit

àè t

rili

ard

id

i vo

lte

più

debole

della

forz

a E

M e

questo

gli

rese d

ifficile

il la

voro

di unific

azio

ne d

elle

due f

orz

e.

Inta

nto

….g

razie

ai pro

gre

ssi te

cno

log

ici, n

egli

anni 2

0 s

i rivelò

un a

ltro

volto

della

natu

ra.

Un n

uovo g

rup

po d

i scie

nzia

ti,

che

Ein

ste

indefinì

poi “i r

aga

zzi te

rrib

ili”,

sconvols

e le id

ee d

ell’

Univ

ers

o d

i

Ein

ste

insu

ll’u

nific

azio

ne.

Guid

ati d

al fisic

o d

anese N

iels

Bo

hr,

essi pre

se

nta

rono u

na n

uova

vis

ione

della

str

utt

ura

dell’

ato

mo:

La s

tru

ttu

rad

ell’a

tom

o

Bohr

La G

ravit

àe l’E

lett

rom

ag

neti

sm

onon s

pie

gavan

o la c

ostitu

zio

ne d

ell’

ato

mo,

perc

hé d

a u

n lato

la G

era

tro

ppo d

ebole

su s

cale

ato

mic

he

e l’E

Mera

insuff

icie

nte

.

Per

spie

gare

allo

ra la n

atu

ra d

ella

mate

ria,

i fisic

i esplo

raro

no u

n n

uovo e

mis

teri

oso

mo

ndo c

he f

u d

escritt

o n

ella

teoria c

he e

ssi chia

maro

no m

eccan

ica q

ua

nti

sti

ca

in

gra

do d

i descri

vere

l’U

niv

ers

o i

nfi

nit

am

en

te p

icco

lo.

La M

eccan

ica

Qu

an

tisti

ca

“Il m

ondo è

un s

iste

ma o

rdin

ato

e

pre

ved

ibile

“A liv

ello

di ato

mi e p

art

icelle

, il

mondo d

iventa

com

e il gio

co d

elle

pro

ba

bili

tà,

reg

na l’in

cert

ezza”

Bohr

Il p

en

do

lo n

on

si tr

ove

rà m

ai

ne

lla p

osiz

ion

e d

i e

qu

ilib

rio

,

ferm

o.

Esis

tera

nn

o d

elle

pic

cole

flu

ttu

azio

ni d

alla

po

siz

ion

e

ve

rtic

ale

.

Pe

rciò

la

su

a “

po

siz

ion

e

ve

ra”

sa

rà d

ata

da

un

a

dis

trib

uzio

ne

di p

osiz

ion

i.“N

on

è p

ossib

ile d

ete

rmin

are

co

nte

mp

ora

ne

am

en

tep

osiz

ion

e e

ve

locità

di u

n s

iste

ma

fis

ico

.”

Heis

enberg

Il m

on

do d

ella

mecc

an

ica q

uan

tisti

ca

è q

uin

di in

dete

rmin

ato

, in

cert

o.

E’ u

n

mo

ndo b

izzarr

oe “

pa

zzo

”.

Facendo u

n p

ara

gon

e s

u s

cala

um

ana,

è c

om

e s

e o

rdin

an

do a

l bar

un

cappuccin

o s

i vie

ne s

erv

iti co

n u

na s

pre

muta

, anche s

e c

’è c

om

unqu

e u

na

pro

ba

bili

tà d

i a

vere

il cap

puccin

o.

In a

ltre

paro

le,

la m

ec

can

ica q

uan

tisti

ca

ci dic

e c

he n

oi po

trem

mo e

ssere

serv

iti

con t

utt

i i tipi di bevand

e c

ald

e e

con t

utt

i i tipi di spre

mute

co

nte

mp

ora

neam

en

te c

om

e s

e q

uesti e

ven

ti s

i verificasse

ro n

ello

ste

sso ista

nte

in t

anti u

niv

ers

i p

ara

lleli

e v

icin

i aln

ostr

o.

Non s

olo

, m

a n

ella

mecc

an

ica q

uan

tisti

ca

si posson

o a

ve

re d

ei fe

no

men

i che

sare

bb

ero

im

possib

ili d

a v

eri

ficars

i in

un t

em

po r

agio

nevole

nelnostr

o U

niv

ers

o

(es.

att

ravers

am

ento

di m

uri o

barr

iere

).

L’id

ea d

ell’

imp

reved

ibil

ità

del m

ondo d

ei qu

anti n

on p

iaceva c

ert

am

ente

ad

Ein

ste

inch

e c

redeva invece a

d u

n m

ond

o p

revedib

ile:

“ Dio

no

n g

ioca a

dad

i”

Ein

ste

inaveva p

erò

tort

o p

erc

hé q

ua

ndo s

i stu

dia

la n

atu

ra a

liv

ello

ato

mic

o,

bis

og

na f

are

i c

onti c

on la m

eccan

ica q

uan

tisti

ca.

Di fa

tto,

la m

ec

can

ica q

uan

tisti

ca

non è

ma

ientr

ata

in c

on

traddiz

ione c

on

la

realtà o

sserv

abile

.

Negli

ann

i 30,

la r

icerc

a d

i E

inste

insull’

un

ific

azio

ne s

i era

quin

di are

nata

e g

li

scie

nzia

ti a

vevano r

ag

giu

nto

la c

onclu

sio

ne c

he la G

ravit

àe

l’Ele

ttro

mag

neti

sm

onon s

ono le u

nic

he f

orz

e c

he g

overn

ano l’U

niv

ers

o.

Esplo

rando l’a

tom

o,

si era

no s

copert

e a

ltre

due n

uo

ve f

orz

e:

La

fo

rza

nu

cle

are

fo

rte

e la

fo

rza

nu

cle

are

de

bo

le

FO

RZ

A F

OR

TE

tiene u

nito il nu

cle

o a

tom

ico

FO

RZ

A D

EB

OLE

decad

imento

radio

att

ivo

Le q

uatt

ro f

orz

e f

on

dam

en

tali

Com

e s

i in

tegra

la G

ravità n

ella

vis

ion

e q

uan

tisti

ca

del m

ondo d

egli

ato

mi ?

La G

ravit

à e

la M

eccan

ica

Qu

an

tisti

ca

La m

ec

can

ica q

uan

tisti

ca

spie

ga c

om

e le f

orz

e d

ella

natu

ra a

gis

co

no

nell’

infinita

me

nte

pic

colo

, m

a n

on t

ratt

a la G

ravit

à.

Nessun

o s

ape

va c

om

e s

i pote

va c

om

port

are

la G

ravit

àsu

scale

ato

mic

he,

nessun

o c

ioè r

iusciv

a a

concili

are

la R

ela

tivit

à G

en

era

leco

n la M

ecc

an

ica

Qu

an

tisti

ca.

Per

decen

ni, i t

enta

tivi di d

escrivere

la G

con il lin

gua

ggio

de

lla M

Qfa

lliro

no

Ein

ste

in,

negli

ultim

i ann

i che

tra

scors

e a

Princeto

n,

contin

uò a

lavora

re

sull’

inte

rro

gativo c

he lo a

ppassio

nava (

un

ific

azio

ne d

ell

a f

isic

a)

trascura

ndo g

li

esperi

menti d

ei fisic

i te

orici sulla

natu

ra d

ell’

ato

mo.

E’ co

me s

e E

gli

ignorò

la m

ec

can

ica

qu

an

tisti

ca

che r

imase p

erc

iò a

l di fu

ori

dalla

sua r

icerc

a.

Ein

ste

inm

orì

il 18 A

prile

195

5 a

ll’età

di

76 a

nn

i e s

i pe

nsò c

he il so

gn

o d

i

unific

are

la F

isic

a f

osse m

ort

o c

on lui.

Per

anni, n

on c

i fu

rono f

isic

i che s

i

occuparo

no d

ell’

unific

azio

ne d

elle

legg

i

dell’

Un

ivers

o.

Re

lati

vit

à G

en

era

le v

sM

ec

ca

nic

a Q

ua

nti

sti

ca

Dalla

mort

e d

i E

inste

in,

la F

isic

a r

imase s

epara

ta c

om

e d

ue f

am

iglie

che

abitano

sott

o lo s

tesso t

ett

o e

che n

on

si parlan

o m

ai:

Su

scale

ma

cro

sco

pic

he

lo

sp

azio

-te

mp

o è

lis

cio

e p

ian

o

Su

scale

mic

rosco

pic

he

lo s

pa

zio

-te

mp

o è

sp

igolo

so

e irr

eg

ola

re

Nucleosintesidell’He

100 sec

1 miliardo di anni

Formazione di protogalassie

5 miliardi di anni

Formazione del Sistema Solare

10 sec

Tempo di Planck

-43

Big-Bang

Og

gi, a

ta

nti a

nn

i d

i d

ista

nza

, l’o

bie

ttiv

o d

i E

inste

ind

i ri

un

ire le

le

ggi

de

ll’U

niv

ers

o in

un

a u

nic

a te

ori

a o

nn

icom

pre

nsiv

a, è

div

en

tato

il

Sa

cro

Gra

ald

ella

Fis

ica

Mo

dern

a.

Il s

og

no

di E

inste

insi p

otr

àfo

rse

rea

lizzare

co

n u

na

nu

ova

teori

a

fon

da

me

nta

le d

etta T

eori

a d

elle

Str

ing

he

ch

e s

e s

i ri

vele

rà c

orr

etta

sarà

sco

nvo

lge

nte

.

I fisic

i son

o c

on

vin

ti d

i p

ote

r ri

pre

nd

ere

la

ric

erc

a d

i E

ins

tein

su

lla

Pe

r u

nific

azio

ne

si in

ten

de

la

fo

rmu

lazio

ne

di u

na

le

gg

e c

he

d

escri

va

og

ni cosa

con

osciu

ta d

ell’

Un

ive

rso

attra

ve

rso u

na

un

ica

eq

uazio

ne

, de

tta

eq

ua

zio

ne

ma

dre