La gravità ci libera

Riprendiamo un articolo di Richard Panek pubblicato in tutto il mondo e lo traduciamo per voi con Google Translate (SENZA intervenire ulteriormente). I motivi sono due: dimostrare l’impressionante qualità che hanno raggiunto i traduttori automatici e riflettere sul fatto che ogni cosa va contestualizzata e ripensata senza eccessivi pregiudizi. Divertitevi e non spaventatevi per l’argomento.

PS: C’è una parola difficile con sembra non tradotta ma probabilmente non esiste altro modo di farlo. Se qualcuno lo sa ce lo dica. ALtrimenti deliziatevi con la teoria di Cabibbo.

Non sappiamo cos’è la gravità.
Dillo alla persona media e la risposta che probabilmente otterrai sarà una versione di: “Di cosa stai parlando? La gravità è la forza di attrazione che fa precipitare le cose. “Ma dillo a un fisico e la risposta che otterrai è” Esatto “.
Lo so, perché quelle sono le due risposte che ho ricevuto negli ultimi anni, da quando ho capito che nessuno sa cosa sia la gravità e che quasi nessuno sa che nessuno sa cos’è la gravità. L’eccezione sono i fisici: sanno che nessuno sa cos’è la gravità, perché sanno che non sanno cos’è la gravità.
L’ipotesi che lo facciano – quello che facciamo tutti – è comprensibile. A meno che tu non pensi seriamente alla gravità, il tuo cervello fa quello che si è evoluto: associa la gravità alla tua relazione con il terreno sotto i tuoi piedi. Non devi pensare alla gravità perché la conosci nelle ossa. Ma se ci pensate, potete iniziare a rendervi conto che ciò che “sapete” è, in effetti, una serie di illusioni. Questi fraintendimenti rendono l’universo più navigabile – fisicamente e psicologicamente – ma lo lasciano anche meno misterioso.
Considera le ipotesi alla base di quella risposta comune:
“La gravità è la forza di attrazione che fa cadere le cose verso il basso.”
Bene, sì – a seconda di cosa intendiamo per “forza”. Possiamo dire che la gravitazione è una delle quattro forze fondamentali, ma è così anomalo che la parola “forza” diventa quasi insignificante. La forte forza nucleare (che mantiene intatti i nuclei atomici) è circa 100 volte più forte della forza elettromagnetica (che crea lo spettro luminoso), che a sua volta è fino a 10.000 volte più forte della debole forza nucleare (che facilita le interazioni subatomiche responsabili di decadimento radioattivo). Tre forze, tutte entro sei ordini di grandezza l’uno dall’altro. Poi arriva la gravitazione. È circa un milione di miliardi di miliardi di volte più debole del debole nucleare.
Per mettere in prospettiva tale discrepanza, puoi provare questo esperimento a casa. Posizionare una graffetta su un tavolo. Rimane, immobile, ancorato al suo punto dalla sua interazione gravitazionale con l’intero pianeta sottostante. La massa terrestre è di 6.583.003.100.000.000.000.000 di tonnellate. La massa di una graffetta è di 4/100 di oncia. Ora prendi un magnete da frigorifero e bacchetta sopra la graffetta. Presto! Hai contrastato la “forza” gravitazionale di tutta la Terra con un gesto della tua mano.
Ancora più snervante per i fisici è che la gravitazione è l’unica forza che non ha una soluzione quantistica, una teoria che spiega la forza in termini di particelle subatomiche. Il nucleare forte ha la cromodinamica quantistica, l’elettromagnetismo ha l’elettrodinamica quantistica, il nucleare debole ha la flavordinamica quantistica. La gravitazione ha bupkisdinamica quantistica. (La scoperta del gravitone – un’ipotetica particella che media la natura per conto della gravità nello stesso modo in cui il gluone fa per il nucleare forte, il fotone fa per l’elettromagnetismo, e i bosoni W e Z fanno per il nucleare debole – farebbe aiuto. Ma se esiste, è sfuggito al rilevamento con un’astuzia senza pari negli esperimenti quantistici.)
Quindi, estraiamo la “forza” dalla nostra risposta. In quel caso: “La gravità è l’attrazione che fa cadere le cose verso il basso”.
Bene, sì – a seconda di cosa intendiamo per “attrazione”. Due corpi di massa in realtà non esercitano uno strattone misterioso l’uno sull’altro. Lo stesso Newton cercò di evitare la parola “attrazione” proprio per questo motivo. Tutto (!) quello che stava cercando di fare era trovare la matematica per descrivere i movimenti sia quaggiù sulla Terra che lassù tra i pianeti (di cui la Terra, grazie a Copernico, Keplero e Galileo, era uno). Tuttavia, era impotente come una graffetta una volta che l’idea di attrazione a distanza elettrizzava il pubblico.
Quindi: “La gravità è ciò che fa cadere le cose verso il basso.”
Bene, sì, a seconda di cosa intendiamo per “verso il basso”. Il percorso sembra dritto solo perché sei fermo rispetto alla Terra. Come ha capito Galileo, se si fa cadere una roccia dall’albero di una nave che viaggia su un fiume, la sua traiettoria sembrerà essere un angolo rispetto a un osservatore sulla riva. Allo stesso modo, per qualcuno al di fuori della Terra che sta osservando una roccia che cade sul nostro pianeta che gira, il percorso sembrerebbe essere inclinato. Ma la Terra sta anche orbitando attorno al Sole, quindi quell’angolo sarebbe effettivamente in picchiata, creando l’apparenza di una curva. E poiché il Sole sta orbitando attorno al centro della galassia, quella curva sarebbe una curva molto lunga. E la galassia si sta muovendo verso altre galassie, l’universo si sta espandendo e l’espansione sta accelerando: per quanto tempo e si deforma la traiettoria della roccia dipende interamente da dove ti trovi in ​​relazione ad essa.
Quindi: “La gravità è ciò che fa cadere le cose”.
Bene, sì – a seconda di cosa intendiamo per “caduta”. Possiamo altrettanto facilmente argomentare – come fece Einstein, espandendosi sul relativismo nave / costa di Galileo – che la roccia non sta cadendo verso la Terra ma che la Terra è salendo verso la roccia.
Quindi: “La gravità è…”
Bene, sì – a seconda di cosa intendiamo per “è”. Sappiamo cosa fa la gravità, nel senso che possiamo misurare matematicamente e prevederne gli effetti. Potremmo anticipare cosa succede quando due buchi neri si scontrano o quando lasciamo andare una roccia. Ma non sappiamo come fa quello che fa. Sappiamo quali sono i suoi effetti e possiamo dare il nome di “gravità” alla causa di quegli effetti, ma non conosciamo la causa di quella causa.
Non che ai cosmologi piaccia particolarmente. Nella scienza, sapere ciò che non sai è un buon inizio. In questo caso, ha portato gli scienziati a credere che trovare una soluzione quantistica alla gravità sia una chiave – forse la chiave – per comprendere l’universo al livello più fondamentale. Fino ad allora, lavoreranno con ciò che sanno, indipendentemente da ciò che ogni osso nei loro corpi dice loro:
La gravità non è la forza di attrazione che fa cadere le cose verso il basso.

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