Lo Spazio, l’Universo ed il Tempo

Il contenuto è destinato ai più grandi, ma solo se abbastanza curiosi.
Questa non è una favola ma un riepilogo di alcune scoperte e teorie della Fisica Moderna.
Si tratta però di aspetti così sorprendenti ed eccitanti da non sfigurare rispetto alla favola più fantastica che potrei mai scrivere.

Il tutto è nato da un libriccino che mi ha molto appassionato, acquistato per risvegliare le mie appassite conoscenze di fisica.
Riassumo qui, col permesso datomi dall’autore, prof. Carlo Rovelli, le nozioni più emozionanti che vi ho trovato (gli esperti mi perdonino le semplificazioni).



Spazio e Tempo

Lo spazio è un campo di energia. E’ un'entità che si flette, s'incurva, si torce e ondula come una gigantesca massa di gelatina.
Vicino ad ogni stella lo spazio s'infossa, tanto di più, quanto è maggiore la massa della stella.
I pianeti girano intorno alla propria stella (o sole) perché cadono appunto nell'incavo che la stella produce nello spazio attorno a sé. Allora si muovono come se fossero delle palline cadute dentro ad un imbuto. immagine da www.focus.it

Anche la luce passando vicino ad una stella non va più dritta, ma devia.

Non solo lo spazio e la luce s'incurvano, ma anche il tempo, che scorre più veloce dove c'è più materia.
Cioè, il tempo accelera quanto più è vicino ad un corpo celeste.
Al limite: un gemello che vive al mare (più vicino alla massa della terra) è più vecchio del fratello che vive in montagna.

Dove non ci sono stelle (ovvero nello spazio interstellare) l'universo è increspato e tremula come la superficie del mare, a causa della radiazione cosmica di fondo (generata dal Big Bang e non ancora esaurita).

Buchi neri

immagine da www.spaceanswers.com Una stella quando si è consumata, si spegne e si concentra. Allora incurva sempre più lo spazio attorno a sé, così tanto da crearvi un buco senza uscita che ingoia tutto quanto contiene.
E' un "buco nero", detto così perchè ci appare nero, dato che neppure la luce può fuggire all'esterno, attratta dal suo fortissimo campo gravitazionale.
Lì dentro continuerà a sprofondare fino a diventare "una stella di Planck", grande come un atomo ma di massa enorme.
Una stella di Planck non sarebbe stabile: dopo il massimo di compressione (per un tempo=0 occuperà spazio=0) tornerebbe ad espandersi ovvero farebbe "un rimbalzo" per poi rinascere.

Buco nero e stella di Planck sono processi rapidissimi visti dal di dentro, ma, a causa dell'enorme differenza di condizioni (cioè di massa) tra dentro e fuori, per noi che ne siamo fuori sono eventi che durano miliardi di anni.
Un buco nero è una stella che rimbalza, vista al rallentatore.

Avvenimenti, non Cose

La Meccanica Quantistica prevede che il movimento di ogni piccolo oggetto avvenga a caso: nessun oggetto ha una posizione definita, se non quando cozza contro qualcosa d'altro.
Ad esempio, gli elettroni non esistono sempre, ma si materializzano in un certo posto, solo quando sbattono uno contro l'altro.
immagine da www.altrogiornale.org/quando-le-dinamiche-dei-fluidi-mimano-la-meccanica-quantistica/ Se nessuno lo disturba, l'elettrone “non è in nessun luogo preciso” e non si è sicuri di dove ricomparirà: si può solo calcolare la probabilità che appaia qui o lì o là o ancora più in là.
Essendoci una qualche probabilità anche perché vada a finire nella posizione più strana, allora, pur se con bassissima probabilità, “anche l’impossibile è possibile”.

Lo stesso vale per tutte le particelle elementari di cui lo spazio è fatto, ovvero:
- quelle dell'atomo: elettroni, quark e gluoni (i due componenti dei protoni e dei neutroni);
- le particelle della luce: i fotoni;
- le particelle misteriose prodotte nelle reazioni nucleari nelle stelle: i neutrini;
- e il bosone ipotizzato da Higgs (banalizzando voleva “la divisione senza il resto”) ma di recente verificato sperimentalmente.

Si tratta in tutto una decina di particelle, che “oscillano tra esistere e non esistere”.
Perciò nella Meccanica Quantistica lo spazio è fatto "di avvenimenti, non di cose”, cioè lo spazio è un insieme di fenomeni di apparizione e sparizione di entità brevissime (le particelle).
Il punto dove una particella ricompare dipende dalle probabilità.

Nonostante contenga ancora molti problemi irrisolti, la Meccanica Quantistica ha avuto importanti verifiche ed ha permesso di realizzare molte delle moderne tecnologie.

Tempo

immagine da 
http://www.book853.com/show.aspx?id=1582&cid=128&page=8 I fisici moderni ci dicono che è possibile descrivere l'universo con equazioni che non contengono la variabile tempo.
Quindi: lo scorrere del tempo è una nostra illusione.

Noi "siamo immersi nel tempo", perciò vediamo immagini falsate del mondo e dell'universo, così come un viaggiatore su un treno in corsa vede le gocce di pioggia percorrere traiettorie irreali fuori dal finestrino.

Per chi potesse guardare l'universo dal di fuori, non ci sarebbe il tempo che scorre, ma una realtà unica, comprensiva di passato, presente e futuro.
Noi ne vediamo solo la prospettiva dall'interno, che ci trasmette la nozione soggettiva del solo presente.

Sintesi

L'universo è fatto di un pullulare di effimeri grani di spazio e di materia.
Le cose possono non essere in alcun luogo.
L'impossibile è possibile.
Il tempo non esiste.


http://it.wikipedia.org/wiki/Nebulosa_Aquila

La nebulosa Aquila

G.A.


Estratto da “Sette brevi lezioni di fisica” (edizioni Adelphi).
L’autore, Carlo Rovelli, è un fisico e saggista italiano.
Ha lavorato in Italia e negli Stati Uniti. Attualmente insegna in Francia come ordinario di fisica teorica all'Università di Aix-Marseille, dove dirige il gruppo di ricerca sulla gravità quantistica.

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