Nell\u2019ultimo secolo la fisica ha percorso notevoli passi in avanti contribuendo a modificare la nostra stessa percezione della realt\u00e0, dall\u2019astronomia fino all\u2019osservazione delle particelle pi\u00f9 piccole della materia. Nell\u2019antichit\u00e0 ogni popolo aveva una sua propria concezione del mondo, dagli Egizi ai Maya, dai Greci agli abitanti dell\u2019Isola di Pasqua, poich\u00e9 ciascuna teoria non poteva basarsi su un metodo sperimentale e falsificabile, quindi \u201cuniversale\u201d ma su mere e inconfutabili credenze: religiose, mistiche o al massimo deduttive. <\/p>\n\n\n\n
E, in fondo, la storia della fisica classica \u2013 che nasce nelle nebbie del passato del I millennio PEV sino alla maturit\u00e0 del \u2018600 \u2013 \u00e8 sembrata procedere senza particolari intoppi sono a…ad Albert Einstein, fisico tedesco e filosofo della scienza naturalizzato statunitense che con un\u2019eccezionale intuizione contro-intuitiva ha sovvertito le pi\u00f9 profonde convinzioni \u201cnaturali\u201d della fisica, mutando per sempre il modello di interpretazione del mondo fisico. Nel 1921 ricevette il Premio Nobel per la scoperta dell\u2019effetto fotoelettrico nel 1921, la sua fama dilag\u00f2 in tutto il mondo soprattutto per la Teoria della relativit\u00e0, in grado, per l\u2019assoluta originalit\u00e0, di colpire l\u2019immaginario collettivo. Per la vastit\u00e0 e la complessit\u00e0 delle teorie di Einstein ci limitiamo a mettere in evidenza il principio della relativit\u00e0 in antitesi alla concezione di spazio e tempo della tradizione classica. La Teoria della relativit\u00e0 speciale descrive il comportamento dello spazio e del tempo nei sistemi inerziali. Il fondamento \u00e8 che la velocit\u00e0 della luce per tutti gli osservatori \u2013 indipendentemente dalla velocit\u00e0 a cui questi si muovono gli uni rispetto agli altri \u2013 \u00e8 identica, e quindi costante. In un primo momento questo sembrava contraddire le esperienze quotidiane. Da ci\u00f2 derivano conseguenze importanti come spiega bene H. Lesch nel suo libro \u201cFisica da tasca \u2013 Esperimenti e idee sulla natura delle cose\u201d: <\/p>\n\n\n\n
1) Lo spazio e il tempo non possono pi\u00f9 essere osservati separatamente, ma si fondono\nin una nuova grandezza fisica, lo spazio-tempo;\n<\/p>\n\n\n\n
2) La velocit\u00e0 della luce non si pu\u00f2 mai superare, poich\u00e9 ci\u00f2 porterebbe a una inversione della direzione temporale, violando cos\u00ec la causalit\u00e0 e quindi la successione di causa ed effetto di un evento; <\/p>\n\n\n\n
3) Se si osserva un sistema di riferimento che si muove a una certa velocit\u00e0 rispetto\nall\u2019osservatore, per esempio un\u2019astronave, si constata che l\u00ec il tempo apparentemente\ntrascorre pi\u00f9 lentamente ed \u00e8 \u201cdilatato\u201d;\n<\/p>\n\n\n\n
4) La stessa astronave \u2013 e tutto ci\u00f2 che vi \u00e8 all\u2019interno \u2013 sembra accorciarsi lungo la sua\ndirezione di movimento, di conseguenza si ha la contrazione della lunghezza;\n<\/p>\n\n\n\n
5) La massa di un oggetto sembra tanto pi\u00f9 grande quanto pi\u00f9 velocemente si muove\n(rispetto all\u2019osservatore) e alla velocit\u00e0 della luce sarebbe apparentemente infinita.\n<\/p>\n\n\n\n
Tutti questi effetti sorprendenti sono stati confermati oggi con assoluta precisione. Il\ntema della distorsione temporale \u00e8 molto comune nella fantascienza, sebbene non sia\naffatto fantastico. Le distorsioni temporali esistono per davvero, cos\u00ec come il paradosso dei gemelli introdotto dal fisico francese Paul Langevin risulta confermato (per approssimazioni). Anche le ricadute culturali delle intuizioni \u2013 poi scoperte confermate di Einstein \u2013 sono (e soprattutto in futuro saranno) enormi. Per esempio, il Cristianesimo aveva basato la concezione del tempo sul pensiero di Agostino d\u2019Ippona inteso come direzione lineare-progressiva e non pi\u00f9 come ciclicit\u00e0tipico del mondo pagano; secondo un\u2019idea escatologica, il tempo nasce con la caduta di Adamo per poi essere consumato dall\u2019uomo fino al ritorno verso dio e l\u2019eternit\u00e0 spirituale. Evidentemente, siamo in attesa di (inevitabili) \u201ceffetti\u201d dottrinali prima e culturali della relativit\u00e0. <\/p>\n\n\n\n
Le difficolt\u00e0 non finiscono qui, infatti successivamente un altro tedesco, W. Karl Heisenberg \u2013 premio Nobel per la Fisica nel 1932 e considerato uno dei fondatori della meccanica quantistica \u2013 afferm\u00f2 quello che oggi \u00e8 noto come l\u2019omonimo principio di indeterminazione, per cui conoscere dove si trovi un atomo, un elettrone o qualsivoglia altra particella, e contemporaneamente di conoscerne anche le modalit\u00e0 di movimento \u00e8 impossibile. Anzi, non solo la conoscenza delle due cose \u00e8 impossibile, ma l\u2019idea stessa di un atomo che abbia una posizione e un moto definiti \u00e8 di per s\u00e9 priva di significato. Ci si pu\u00f2 chiedere dove si trova un certo atomo, e aspettarci una risposta che abbia senso. Oppure, ci si pu\u00f2 chiedere come si muove, e anche qui aspettarci una risposta che abbia senso. Ma alla domanda dov\u2019\u00e8 e a quale velocit\u00e0 sta andando quel certo atomo, non c\u2019\u00e8 risposta alcuna. La posizione e il movimento (pi\u00f9 esattamente, la quantit\u00e0 di moto) costituiscono due aspetti della realt\u00e0 che per la particella microscopica sono reciprocamente incompatibili. Ma cosa ci autorizza a dire che l\u2019atomo \u00e8 una cosa se non si trova da nessuna parte o non ha movimento rilevabile? Secondo il fisico Niels Henrik David Bohr l\u2019indistinto e nebuloso mondo dell\u2019atomo prende corpo nella realt\u00e0 concreta solo quando lo si osserva. In assenza dell\u2019osservazione, l\u2019atomo \u00e8 un fantasma: si materializza soltanto quando lo si cerca; siamo noi a stabilire cosa cercare. Ne ricerchiamo la posizione, ed ecco che l\u00ec c\u2019\u00e8 un atomo; ne ricerchiamo il movimento, ed ecco un atomo con velocit\u00e0 e accelerazione, ma non si pu\u00f2 avere l\u2019una e l\u2019altra cosa. La realt\u00e0 cui l\u2019osservazione d\u00e0 corpo non \u00e8 separabile dall\u2019osservatore e dalla strategia di misurazione scelta da questi. Oggi molti fisici di tutto il mondo tentano di unificare le due teorie. Nel libro \u201cLa teoria del tutto. Origine e destino dell\u2019universo\u201d lo stesso Stephen Hawking, forse il maggior fisico oggi vivente, ammette: \u00abLa difficolt\u00e0 principale nel trovare una teoria che unifichi la gravit\u00e0 con le altre forze \u00e8 data dal fatto che la relativit\u00e0 generale \u00e8 una teoria classica, ossia non incorpora il principio di indeterminazione della meccanica quantistica. Le altre teorie parziali, dal canto loro, dipendono in modo essenziale dalla meccanica quantistica. Un primo passo da compiersi, quindi, \u00e8 quello di combinare la relativit\u00e0 generale con il principio di indeterminazione\u00bb. E se l\u2019unificazione fosse solo un\u2019illusione, poich\u00e9 l\u2019universo si potrebbe presentare in modo casuale, arbitrario e relativo? Ma soprattutto, la realt\u00e0 come la stiamo osservando noi oggi, sar\u00e0 uguale a quella dei nostri figli? <\/p>\n\n\n\n
Sante Biello\n<\/em><\/p>\n
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