LE DIMENSIONI INVISIBILI (nell'Universo del 'Nulla' di Einstein) (2)

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Le dimensioni invisibili

...Difficile da digerire, è forse perché a scuola non gli è mai stato insegnato il concetto di etere.

A partire dal 1905, con la rivoluzionaria conquista di Einstein, l’etere è diventato terreno riservato agli storici della scienza, e i pochi scienziati che lo conoscono se ne fanno beffe.

Eppure l’etere fu il blocco mentale che più di ogni altro ritardò l’avvento della relatività speciale, e il genio di Einstein consisté per larga parte nella capacità di liberarsene. Per citare le parole che egli stesso utilizzò nel suo fondamentale articolo del 1905, “L’introduzione di un ‘etere luminifero’ si dimostrerà superflua, dato che la visione qui sviluppata non richiede uno spazio assolutamente stazionario”.

Dunque Einstein aveva restituito l’inesistenza al nulla, la vuotezza al vuoto. E adesso, vent’anni più tardi, in preda a un tormento cosmico, faceva una retromarcia completa, domandandosi se in fin dei conti non fosse possibile ascrivere una sorta di esistenza al vuoto, di modo che potesse produrre gravità.

Poteva il nulla essere qualcosa?

Di fatto, Einstein assegnò un’esistenza al nulla, proponendo che il vuoto potesse produrre gravità. Ma quando elaborò un modo coerente per inserire questo fatto nella sua teoria, trovò un risultato curioso: la gravità del vuoto avrebbe dovuto essere repulsiva. A quel punto Einstein deve avere fatto un gran salto, perché sapeva che l’impossibilità di un Universo statico era una conseguenza diretta della natura ‘attrattiva della gravità’.

Possibile che l’energia ‘repulsiva’ del vuoto fosse la soluzione?

Fin qui non c’era nulla di controverso; tutto rientrava nelle predizioni della relatività. Ma ora notiamo un fatto interessante: la tensione è una pressione negativa, e quindi gli effetti della tensione dovrebbero essere tali per cui la capacità attrattiva degli oggetti è ridotta dalla sua presenza. 

La tensione del vuoto è molto alta, così alta che gli effetti gravitazionali della tensione sorpassano quelli della sua massa e, di conseguenza, la gravità del vuoto è repulsiva. In termini newtoniani, il vuoto ha un peso negativo. Naturalmente l’energia del vuoto è molto diluita, ed è distribuita uniformemente dappertutto. Sulla scala del sistema solare, gli effetti gravitazionali della materia sono di gran lunga superiori a quelli del vuoto. Bisogna spingersi a distanze cosmologiche perché la densità del vuoto diventi paragonabile a quella della materia ordinaria, e perché il lato repulsivo della gravità si manifesti.

Per ricapitolare, Einstein sapeva che un Universo irrequieto è una conseguenza immediata della natura attrattiva della gravità. Ma ora sapeva anche che, con l’aggiunta di una costante cosmologica, la gravità non è necessariamente attrattiva. La domanda era: sarebbe stato possibile realizzare un Universo statico facendo un uso giudizioso del nuovo ingrediente?

Einstein riuscì a ideare un modello di Universo statico all’interno della teoria della relatività, anche se solo con l’aiuto della costante cosmologica.

A dire il vero, l’Universo non sembra contento della propria immobilità; dà anzi l’impressione di indossare una camicia di forza, in una condizione di quiete imposta ma instabile. E tuttavia rimane immobile, a beneficio delle generazioni a venire. Tutto questo serve solo a fare in modo che l’Universo si adegui a un pregiudizio semireligioso, a una credenza rispettata e tenuta per certa nel contesto della cultura occidentale. Per ironia della sorte, proprio quando la cosmologia era sul punto di sfuggire alla morsa della religione e della filosofia, quest’ultima si prese la rivincita inquinando il primo modello scientifico del cosmo. A credito di Einstein bisogna aggiungere che la scienza si basa sui dati e che a quel tempo non esistevano dati cosmologici; per questo il pregiudizio ne prese il posto. La ricetta che Einstein inventò per soddisfare quel pregiudizio è ingegnosa, e senza di essa probabilmente non avremmo mai sentito parlare della costante cosmologica. Fu così che egli trovò quello che è chiamato oggi l’Universo statico di Einstein, la sua peggior castroneria.  

 (Joao Magueijo, Più veloce della luce)