La fine dello spazio-tempo?
Petr Horava, della University of California Berkeley, ha di recente suggerito che lo spazio-tempo possa essere soltanto una sorta di miraggio. Ha intenzione di smembrare la teoria dello spazio-tempo e liberare da vincoli entrambe le componenti, spazio e tempo appunto.
Lo scopo di Horava è quello di creare una nuova teoria unificata che possa conciliare il mondo quantico e la gravità, un problema estremamente ostico da superare per la fisica moderna. Dalla pubblicazione del suo lavoro nel 2009, Horava ha creato un vero e proprio fiume in piena nell'ambiente scientifico: oltre 250 ricerche, basate sulla sua teoria, su energia e materia oscura, sui buchi neri ed i loro comportamenti imprevedibili, e altre situazioni in cui non si vede l'orizzonte di una conciliazione tra ciò che viene osservato e la teoria della relatività speciale. Se Horava avese ragione, potrebbe cambiare il nostro concetto di spazio e di tempo, e forse condurci alla famosa "teoria del tutto", applicabile ad ogni forza e materia dell'universo. Il problema è essenzialmente questo: non si riesce ad unire il mondo quantico, che spiega il comportamento delle particelle e delle forze elementari (gravità esclusa) su scala minuscola, con la relatività di Einstein, che discrive, tra le altre cose, la gravità.
Secondo la meccanica quantistica, lo spazio ed il tempo sono una struttura statica entro la quale una particella si muove. Per Einstein invece, non solo lo spazio ed il tempo sono collegati indissolubilmente, ma lo spazio-tempo viene modificato dai corpi che lo attraversano.
La necessità di una teoria del tutto viene dal fatto di dover per prima cosa conciliare le teorie predominanti in un'unica teoria "elegante" ed in grado di spiegare ogni cosa, da utilizzare poi per comprendere i misteri che ancora permeano il nostro universo, come i buchi neri. Horava si è messo al lavoro sulla teoria di Einstein, modificandola fino ad ottenere una serie di equazioni che descrivono la gravità all'interno della stessa "cornice quantica" in cui si sperimentano le altre forze fondamentali. Questo cambia parecchio la teoria della relatività di Einstein, soprattutto per via del fatto che Horava ha dato una "direzione prevalente" al tempo.
Così facendo, Horava ha scoperto che la meccanica quantistica è in grado di spiegare la gravità in scala microscopica senza incorrere nelle incoerenze ottenute finora. Non è l'unica teoria che si è cimentata nell'impresa di spiegare la gravità: c'è, ad esempio, anche la famosa teoria delle stringhe. Ma contrariamente a quest'ultima, la "gravità di Horava" ha il pregio di poter utilizzare strumenti matematici relativamente semplici, già utilizzati per determinare le altre forze fondamentali della natura. Ed è proprio per questo che la teoria di Horava sta ottenendo così tanta attenzione da parte del mondo della fisica: è facile da capire, se paragonata alle altre teorie sviluppate per risolvere lo stesso problema.
Ovviamente, non è tutto così semplice: la teoria di Horava va dimostrata, messa sotto torchio dal mondo accademico, e per fare questo saranno necessari anni, forse decenni. E' ancora troppo presto per esultare e dare il benvenuto ad una nuova "teoria del tutto", ed è lo stesso Horava ad invitare alla cautela. Ma c'è già chi la utilizza per tentare di spiegare i misteri del cosmo, come i buchi neri e la materia oscura. Ad esempio, Shinji Mukohyama della University of Tokyo ha utilizzato la teoria di Horava per comprendere la natura della materia oscura; e ha scoperto che appare un nuovo elemento, rispetto alla tradizionale relatività generale, che imiterebbe gli effetti della materia oscura. "E' possibile che alcune porzioni di materia oscura possano venire da correzioni alle equazioni di Einstein".
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