Sei a pag. 3 di home   >                                    Materia e Spirito                          Vai a pag.   1   2   3   4   5   6  7  

I paradossi della fisica

La fisica quantistica, che descrive i livelli fondamentali della realtà, presenta incredibili paradossi che coinvolgono l'osservatore cosciente:

l'universo non si trova in uno stato puramente "oggettivo"», poiché un sistema fisico può comportarsi in modi diversi a seconda della conoscenza che ne ha l'osservatore! 

Negli ultimi anni tale inaspettata natura della realtà fisica è stata confermata da vari esperimenti, ma l' argomento è rimasto pressocché sconosciuto all' opinione pubblica (e perfino a molti scienziati).

Per fortuna alcuni semplici esperimenti condotti negli ultimi anni su dei fasci di luce laser ha reso più comprensibile questa tematica (Le Scienze n.235, 1988-, Le Scienze n.289, 1992).

Gli "stati" fisici in cui si trovano gli oggetti dell'universo (a livello microscopico) sono degli «stati astratti», che portano in se delle potenzialità fisiche ma non sono definiti oggettivamente fino al momento della misura da parte dell'osservatore: insistere nel costruire un'immagine oggettiva di tali stati nello spazio, conduce ad incredibili paradossi.

Louis DeBroglie:

«Nello spazio-tempo, tutto ciò che per noi costituisce il passato, il presente,e il futuro è dato in blocco.Ciascun osservatore col passare del suo tempo scopre, per cosi dire nuove porzioni dello spazio-tempo, che gli appaiono come aspetti successivi del mondo materiale, sebbene in realtà l’insieme degli eventi che costituiscono lo spazio-tempo esistesse già prima di essere conosciuto.»

Lo spazio tridimensionale che percepiamo è in realtà spaziotempo curvo.
La curvatura è prodotta dalla presenza di masse e dai relativi campi gravitazionali. Cosi come lo spazio si contrae o si allunga coll’aumentare o diminuire  di questi campi , il tempo non scorre ovunque allo stesso modo,si allunga o si contrae  col diminuire o aumentare della curvatura spaziale.

Di più: l’universo è in continuo movimento-espansione e noi in esso.Fa pensare a cicli  lunghissimi di espansione e contrazione.L’intera struttura universale spaziotemporale è inestricabilmente legata alla distribuzione della materia. Quanto a questa ciò che appare alla coscienza del fisico ricercatore  è un  vuoto probabilisticamente denso in cui si manifestano probabilità di localizzazione di particelle, energie, forze, campi energetici, come fossero risonanze, cioè facce probabilistiche, non localizzabili spaziotemporalmente con certezza.

La materia è costitutita da forme di una realtà che ha la sua identità-stabilitàcertezza  fuori dal dominio spaziotemporale.

La teoria delle "stringhe"
[ Fabio Toscano-Newton, 2004]

" L' universo intero, cioè tutto quello che esiste, è generato da un'infinità di microscopiche cordicelle che vibrano.È il punto centrale della teoria delle stringhe, l'affascinante ipotesi scientifica che sta via via conquistando i fisici teorici dì tutto il mondo, perché ha caratteristiche irresistibili per ogni ricercatore: è innovativa, elegante e, soprattutto, generale.

«Questa teoria mi ha interessato fin dall'inizio per la sua raffinatezza matematica, per i traguardi che ìnsegue e perché ritengo non ci sia niente di altrettanto valido in giro», dice al magazine Newton Loriano Bonora, fisico della Scuola internazionale superiore di Studi avanzati di Trieste, tra i maggiori esperti italiani in questo campo di ricerche.

«Ma c'è di più. Le stringhe costituiscono un vero e proprio linguaggio col quale si possono descrivere praticamente tutte le più importanti scoperte fìsiche e matematiche degli ultimi cinquant'anni e oltre».

A differenza della visione tradizionale, nella teoria delle stringhe i costituenti ultimi della materia non sono particelle puntiformi, come elettroni e quark, ma filamenti minuscoli, infinitamente sottili e in perenne o scillazione chiamati, appunto, strings, che in italiano si traduce con «stringhe» o «corde». Sono fili, con gli estremi liberi oppure a forma di anelli chiusi, lunghi un decimilionesimo di miliardesimo di miliardesimo di miliardesimo di metro. Quindi assai più piccoli di un atomo, che è un milione di miliardi di miliardi di volte più grande. Una dimensione invisibile per gli strumenti di oggi.

Le stringhe «creano» con le loro vibrazioni sia la materia sia le forze. Proprio come una corda di violino può produrre note diverse,così le particelle sono la manifestazione dei vari modi in cui vibrano le stringhe. Questo vale non solo per le particelle che costituiscono la materia, dette fermioni, ma anche per i bosoni, cioè le particelle che trasmettono le forze fondamentali della natura (gravitazionale, elettromagnetica, nucleare forte e nucleare debole).

Gli scienziati dunque non resistono alla tentazione delle stringhe perché potrebbero essere la via giusta per vincere la più ambiziosa sfida della fisica: trovare la cosiddetta «teoria del tutto». Cioè una teoria in grado di descrivere la materia e le forze dell'universo con un unico concetto. Un sogno antico come la scienza.

La teoria delle stringhe nacque all'inizio degli anni 70 sulla base di un modello che il fisico Gabriele Veneziano aveva proposto per descrivere le interazioni nucleari forti, cioè le forze che tengono incollati tra loro i quark dentro protoni e neutroni, e questi ultimi dentro ai nuclei degli atomi.

Dopo aver destato un notevole interesse iniziale, la teoria fu però abbandonata e solo uno sparuto manipolo di studiosi continuò a occuparsene.Nel 1974, il fisico John Schwarz e il suo collaboratore, Joèl Scherk, notarono che una delle particelle predette dalla nuova teoria aveva esattamente le proprietà del gravitone, la particella che dovrebbe trasportare la forza gravitazionale, ma che a tuttoggi non è ancora stata osservata.

Si trattava di una scoperta straordinaria: la teoria delle stringhe non era solo un tentativo di spiegazione dell'interazione nucleare forte, ma includeva in sé anche la gravità, proponendosi quindi come candidata per conciliare i due pilastri della fisica del Novecento: la Meccanica quantlstica e la Relatività generale. La prima regna incontrastata nel mondo delle particelle atomiche e subatomiche, la seconda è indispensabile nello studio dei fenomeni gravitazionali su larga scala, come l'evoluzione di stelle e galassie.Il lavoro di Schwarz e Scherk fu però ignorato: ancora troppi, infatti, erano i problemi matematici che attanagliavano la teoria.

«Ma nei 1984», ricorda Bonora, «ci fu una prima svolta storica. Fino ad allora si era creduto che esistessero infinite, differenti teorie delle stringhe. Schwarz e il fisico inglese Michael Green scoprirono che solo cinque di queste erano coerenti, cioè non avevano alcuna contraddizione matematica interna. Un esito che suscitò grande entusiasmo e oriente molti fisici verso le stringhe».

Sempre in quel periodo, si trovò che le cinque varianti coerenti della teoria possedevano un nuovo, essenziale ingrediente: la «supersimmetria». Secondo questa proprietà, per ogni particella di materia deve esistere una corrispondente parcicella di forza, cioè la sua «partner supersimmetrica», e viceversa. La teoria delle stringhe, diventata delle «superstringhe», prevede allora l'esistenza di un ampio corredo di particelle, ma tutte ancora da scoprire.

In verità, la predizione più clamorosa della teoria delle stringhe è un'altra: lo spazio non ha solo le tré dimensioni che comunemente percepiamo, ma ne possiede ben nove. [ secondo altri ne ha 43 ].Quelle aggiuntive, però, sono estremamente pìccole e arrotolate. Per dare un'idea: visto da lontano, un sottile filo di lana ci appare come dotato di una sola dimensione, la lunghezza, mentre da vicino riusciamo a scorgerne anche io spessore e a riconoscerlo, quindi, come un oggetto tridimensionale. Allo stesso modo,
le sei dimensioni spaziali extra sono osservabili solo su scale piccolissime, che finora gli strumenti non sono riusciti a esplorare.

Mentre, a cavallo tra gli anni Ottanta e Novanta, fervevano le ricerche per sviscerare questo e altri enigmi, gli studiosi dì stringhe non sembravano preoccupati del fatto che essi stessero lavorando, in realtà, a ben cinque versioni della teoria ritenute totalmente distinte.

Come si poteva aspirare all'unificazione della fisica con cinque teorie diverse? Poi, nel 1995 Edward Witten, uno degli scienziati più geniali del nostro tempo, scoprì che le cinque versioni erano solo modi diversi di analizzare matematicamente le slesse questioni. «Quindi», puntualizza Bonora, «fu dimostrato che alla fine la teoria delle stringhe è unica. E questa è stata la seconda svolta storica».

Per Witten i diversi tipi di teoria delle stringhesono traduzioni matematiche approssimate di un'unica struttura sottostante, denominata M-teoria. Dove la «M», volutamente ambigua, potrebbe significare Madre (la «madre di tutte le teorie»), Matrice, Magia, oppure Mistero.La M-teoria richiede l'esistenza di una decima dimensione spaziale e, oltre alle stringhe, di altri costituenti fondamentali:oggetti incessantemente oscillanti che si possono estendere in più dimensioni,chiamati «brane».

II termine è un'abbreviazione di «membrane»: una brana bidimensionale, infatti, puòessere pensata come una sorta di membrana vibrante (l'interpretazione più appropriata del nome M-teoria, dunque, sarebbe proprio «teoria delle membrane»).Addirittura non si esclude che l'universo stesso sia una brana tridimensionale fluttuante nello spazio a dieci dimensioni. Spazio in cui altri universi-brana potrebbero esistere accanto al nostro.

In questo scenario, le dimensioni aggiuntive potrebbero non essere affatto piccole, bensì grandi come le ere consuete, se non di più. Gli «universi paralleli» rimarrebbero però a noi invisibili, perché secondo la teoria tutte le forze e la materia che conosciamo non possono lasciare la loro brana di appartenenza. Con una sola eccezione: la gravità, che potrebbe agire anche al di fuori del nostro universo, incuneandosi nelle altre dimensioni. Perciò, le dimensioni extra potrebbero essere rivelate da uno studio molto accurato delle interazioni gravitazionali.

Il vero punto debole della teoria, per ora è la mancanza di esperimenti che possano controllarla. «E' una critica che condivido tran quillamente, ma faccio notare che il mestiere del fisico teorico è proprio quello di precedere le verifiche sperimentali, non solo di seguirle», dice Bonora. «Oggi non sappiamo immaginare un esperimento che "riveli" le stringhe. Perché non abbiamo acceleratori di particelle sufficientemente potenti. Per sondare questo mondo di dimensioni infinitesime servirebbero acceleratori capaci di produrre energie incomparabilmente maggiori di quelle che si ottengono oggi».

Per penetrare la materia fin nelle sue più piccole dimensioni, infatti, servono macchine di enorme energia: in particolare, un acceleratore di particelle può essere considerato come una sorta di microscopio per l'osservazione della materia subnucleare, con una risoluzione tanto maggiore quanto più elevate sono le energie prodotte.«Tuttavia», conclude l'esperto, «potremmo essere più fortunati e ottenere verìfiche indirette della teoria. Cioè vedere effetti dovuti alla natura stringhesca della fisica a energie più basse, forse perfino raggiungibili nei prossimi anni dall'LHC, il potente acceleratore di particelle del Cern di Ginevra, la cui messa in opera è prevista per il 2007».

Unita' dell'Universo - La fisica

La realtà della materia sta fuori dal dominio spaziotemporale. Dove?
Come parlare ancora di materia, soggetti-oggetti, di cause ed effetti, fenomeno, storia?
Che cos c’è alla base di tutto l’universo?Qual è la realtà ultima, essenziale delle cose?

Fisici come N.Bohr ci dicono che le religioni orientali  quando esprimono l'intuizione mistica dello Spirito Universale esprimono ciò che la fisica atomica oggi intuisce attraverso la meccanica quantistica!

«La fondamentale unicità dell'universo è una delle più importanti ipotesi della fisica  moderna.  Essa diviene evidente a livello atomico e si manifesta tanto più chiaramente quanto più si penetra in profondità nella materia, fino al mondo delle particelle subatomiche . »  [ Fritjof Capra : Tao della Fisica ]

Unita' dell'Universo - La mistica orientale
 [ Fritjof Capra : Tao della Fisica ]

«Nella fisica moderna, l'universo appare quindi come un tutto dinamico, inseparabile, che comprende sempre l'osservatore in modo essenziale. Nell'esperienza che se ne può avere i concetti tradizionali di spazio e di tempo, di oggetti isolati, e di causa ed effetto, perdono il loro significato. Tale esperienza, comunque, è molto simile a quella dei mistici orientali.

La somiglianza diventa evidente nella teoria della relatività e nella teoria quantistica, e si fa ancora più forte nei modelli « quantistico-relativistici » della fisica subatomica, ottenuti combinando entrambe queste teorie, nei quali si producono le corrispondenze più sorprendenti con il misticismo orientale.»

«Nella vita ordinaria, non siamo consapevoli di questa unità di tutte le cose, ma dividiamo il mondo in oggetti ed eventi separati. Naturalmente, questa divisione è utile e necessaria per muoverci nel nostro ambiente quotidiano, ma non è un aspetto fondamentale della realtà. E' un'astrazione ideata dal nostro intelletto che distingue e classifica.

Credere che i nostri concetti astratti di « cose » e di « eventi » separati siano realtà della natura è un'illusione. Gli Indù e i Buddhisti ci dicono che questa illusione si basa sull'a-vidya, o ignoranza, prodotta da una mente che è sotto l'incantesimo della maya (l'illusione).

Lo scopo principale delle tradizioni mistiche orientali è perciò di rimettere ordine nella mente guarendola e acquietandola attraverso la meditazione. Il termine sanscrito per meditazione samàdhi significa letteralmente « equilibrio mentale », che allude allo stato mentale equilibrato e tranquillo nel quale si sperimenta l'unità fondamentale dell'universo.

«Se restiamo identificati [ nella coscienza] con il nostro corpo allora prevale la legge della terra: il corpo è parte della terra. Quando iniziamo a muoversi verso l’interno, e la  meditazione, altro non è che questo, diventiamo consapevoli di qualcosa che non è parte del corpo. E’ nel corpo, non è il corpo. Il corpo è solo un tempio non è la divinità.

Una volta che sei diventato consapevole della divinità interiore che risiede nel corpo la seconda legge (della grazia) comincia immediatamente a funzionare, vieni tirato verso l’alto. La vita diventa sempre più abbondante , sempre più ricca sempre più infinita, sempre più perfetta. Si muove verso il cielo, persino il cielo non è il limite. Ma il segreto è la meditazione.»

[ Osho Rajneesh ,maestro jainista contemporaneo, in Fingers point to the moon,cap V ]

Sei a pag. 3 di home   >                                    Materia e Spirito                          Vai a pag.   1   2   3   4   5   6  7