Rompicapo quantistico

Il flusso del tempo è solo una comoda illusione che si può sostituire con i calcoli. A metà degli anni Sessanta il fisico teorico statunitense John Wheeler e il suo collega Bryce DeWitt decisero di vedere che risultati si potevano ottenere applicando la teoria più riuscita di tutte le scienze, la meccanica quantistica, al Cosmo.

Anche se normalmente la si utilizza soprattutto per il mondo subatomico, può essere applicata, in linea di principio, a qualunque cosa, perfino al funzionamento su larga scala dell'Universo. Wheeler e DeWitt riuscirono a ottenere un'equazione di una complessità spaventosa che, secondo la teoria quantistica, cattura la vera natura dell'Universo.

Ma l'equazione portò a una scoperta inattesa; di tutte le grandezze che conteneva, quella che si sarebbero aspettati tutti era semplicemente scomparsa: la "t" che rappresenta il tempo. "Secondo l'equazione di Wheeler-DeWitt, lo stato quantistico dell'Universo è congelato", spiega Smolin. "L'Universo quantistico è senza cambiamento: c'è e basta". Il contrasto con la realtà apparente non potrebbe essere più clamoroso. Gli astronomi sostengono che l'Universo sia cominciato con il Big Bang e si stia tuttora espandendo. Le stelle nascono e muoiono di continuo, e così noi. Chiaramente c'è qualcosa che non torna. Molti teorici hanno cercato un modo di far emergere quello che percepiamo come tempo dall'Universo "atemporale" descritto dall'equazione di Wheeler-DeWitt.

"Ho riflettuto su questi approcci", dice Smolin, "e rimango dell'opinione che nessuno di essi funzioni. Solo un radicale ripensamento del tempo può risolvere la crisi". Ma non tutti sono d'accordo. Alcuni pensano che l'equazione di Wheeler-DeWitt riveli la verità sul tempo, per quanto ci possa risultare indigesta. Tra loro primeggia il fisico teorico britannico Julian Barbour, professore dell'Università di Oxford. Ha lavorato sodo per decenni sul significato dell'equazione di Wheeler-DeWitt, ed è noto per il suo capolavoro del 1999 The End of Time (in Italia, pubblicato da Einaudi con il titolo La fine del tempo).

A differenza di Smolin, Barbour sostiene che le conseguenze dell'equazione di Wheeler-DeWitt sul tempo non si possano ignorare. Asserisce che l'Universo sia in realtà un'immane schiera statica di innumerevoli "adesso", sterminati fotogrammi di un film cosmico. In ogni dato istante, ogni "adesso", non serve tenere conto del tempo nelle spiegazioni sul funzionamento dell'Universo. Il senso del passare del tempo viene da come la nostra mente elabora ognuno di questi fotogrammi, o "capsule di tempo", come le chiama Barbour.

Il tempo, in sé, però, non esiste. Smolin è un grande ammiratore del lavoro di Barbour: "E il miglior tentativo di dare senso alla cosmologia quantistica", afferma. Ha addirittura incorporato alcune delle più recenti idee di Barbour tra le proprie. Ma secondo lui ha gli stessi limiti della altre teorie "atemporali" sull'Universo: ha difficoltà a formulare previsioni verificabili e non riesce a spiegare l'origine stessa delle leggi atemporali della fisica.(science)

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L’incredibile verità sul tempo | Di Robert Matthews.

Alcune teorie scientifiche sostengono che non esiste, ma una nuova ipotesi afferma che sia stato lui a creare l’Universo. E anche noi… 

Il tempo governa la nostra vita e tutti vorremmo averne di più. Oggi gli scienziati lo sanno misurare con precisione sbalorditiva. All'inizio di quest'anno, infatti, un gruppo di ricercatori statunitensi ha presentato un orologio atomico che non sgarrerebbe di oltre un secondo nel corso dei 14 miliardi di anni trascorsi dal Big Bang. Ma che cos'è esattamente il tempo?

L’incredibile verità sul tempo

Comprendere la natura del tempo è in assoluto il problema più importante con cui si confronta la scienza. Nonostante ci sia più che familiare, la sua ineffabilità ha messo in difficoltà i più grandi pensatori. Più di 1600 anni fa il filosofo Agostino di Ippona ammise la sconfitta esprimendosi in un modo in cui ci riconosciamo tuttora: "Quando nessuno me lo chiede, lo so; ma se qualcuno me lo chiede e voglio spiegarglielo, non lo so". Eppure, secondo il fisico teorico Lee Smolin, è arrivato il momento di risolvere questo antico enigma: "Comprendere la natura del tempo è in assoluto il problema più importante con cui si confronta la scienza".

Come cofondatore del Perimeter Institute for Theoretical Physics nell'Ontario, in Canada, specializzato nell'affrontare problemi riguardanti i fondamenti della fisica, Smolin ha trascorso più di chiunque altro a studiare questioni profonde. E quindi come mai ritiene che la natura del tempo sia così importante? "Perché", spiega Smolin, "è al centro dei tentativi atti alla comprensione della realtà in sé". A molti potrebbe sembrare una grande esagerazione: visto che la realtà in tutte le sue forme, dal Big Bang all'arrosto della domenica, dipende dal tempo, non è ovvio che esso vada preso sul serio? E gli scienziati non ne hanno svelato i misteri già da secoli?(science)

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Big Bang | Sicuro che sia stato solo uno? | Crisi finanziarie | Possibile prevederle?

Big Bang: sicuro che sia stato solo uno?

È possibile che ci sia stato più di un Big Bang? 
Si ritiene spesso, erroneamente, che il tempo stesso sia cominciato con il Big Bang. In realtà non c'è un motivo fisico per pensarlo; alcuni scienziati hanno così postulato che l'Universo possa essere infinitamente grande e infinitamente vecchio. Secondo una teoria la materia e l'energia si reintegrano continuamente in un ciclo di infiniti Big Bang. Anche se queste teorie danno spunti entusiasmanti per alcuni dei problemi della cosmologia moderna, dimostrarle con le osservazioni è difficilissimo, se non impossibile.

Si possono prevedere le crisi finanziarie? 
Le crisi finanziarie avvengono quando gli investitori decidono improvvisamente che i prezzi sono troppo lontani dal vero valore di un bene. Nel corso dei secoli ci sono state crisi in tutti gli ambiti, dal mercato azionario al prezzo dei tulipani. Considerando che persino Isaac Newton perse una fortuna non prevedendo una crisi del mercato nel 1720. è chiaro che anticiparle è tutt'altro che semplice. Eppure un gruppo di ricerca diretto da Didier Somette del Politecnico federale di Zurigo afferma di aver trovato un segno rivelatore. Si tratterebbe di cercare uno schema a onde nel prezzo crescente del bene, con i picchi sempre più ravvicinati secondo una certa legge. Sornette e i suoi collaboratori hanno usato questa periodicità cosiddetta log-normale per prevedere alcune famose crisi, tra cui la crisi finanziaria globale del 2008.(science)

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Stephen Baxter ci porta nel futuro

Che cosa ne sarà della vita e della coscienza in un futuro lontano? Lo scorso mese di marzo, la notizia era su tutti i giornali: è stata pubblicata una nuova mappa della "radiazione cosmica di fondo", residuo luminoso del Big Bang. 

Ottenuta a partire dai dati registrati dal telescopio spaziale Planck europeo, ha dimostrato che l'Universo ha 13.820 milioni di anni, ed è dunque più vecchio del previsto di 50 milioni di anni. Si tratta di una variazione pari ad appena un terzo dell'un per cento, a dimostrazione di quanto possa essere precisa la scienza. Il futuro dell'Universo, invece, è molto più incerto.

La vita sulla Terra terminerà probabilmente tra un miliardo di anni, man mano che si riscalderà il Sole. Ma finirà anche l'Universo vero e proprio? E se sì, in che modo? Che cosa ne sarà della vita e della coscienza in quel futuro tanto lontano? Le nostre risposte a queste domande si modificano di pari passo con il progredire della cosmologia, 10 studio dell'evoluzione universale. La scienza della fine del tutto è nata verso il 1860, con la teoria dell'entropia di Rudolf Clausius. In base alla Seconda Legge della Termodinamica, le fonti di energia utilizzabile (per esempio, le stelle) tendono necessariamente a dissiparsi, in maniera graduale. Il destino ultimo dell'Umanità sarebbe stato dunque una "calda morte", dovuta a una generalizzazione dei livelli di energia. Negli anni Trenta del secolo scorso, i cosmologi scoprirono che il nostro Universo si espande in tutte le direzioni. Sembrava aver ragione Clausius: il Cosmo, in un remoto futuro, sarebbe stato un vuoto buio e in espansione.

Tuttavia, nel 1979, il fisico Freeman Dyson dimostrò che durante l'espansione dell'Universo un computer potrebbe in teoria continuare a funzionare all'infinito. Il trucco? Rallentare il ritmo di lavoro man mano che si esaurisce l'energia. E se un computer può sopravvivere per un tempo indefinito, allora potrebbe farlo anche la coscienza. LUniverso subirebbe una massiccia espansione, le stelle sarebbero ormai morte da moltissimo tempo, la materia sarebbe fredda e rarefatta e l'energia residua molto scarsa: nulla di assimilabile a un organismo umano potrebbe sopravvivere. Le ultime intelligenze ad abitare questo ambiente sarebbero entità simili a immense nubi gassose, di dimensioni misurabili in anni luce. E visto quanto occorrerebbe ai segnali per attraversare un tale "cervello diffuso", completare un solo pensiero richiederebbe più tempo di quello intercorso tra la nascita e l'estinzione di un'intera specie sulla Terra...

Eppure le facoltà di computazione, forse anche la coscienza, potrebbero persistere. L'alternativa è che potremmo vivere in un Universo chiuso, che alla fine cesserà di espandersi e collasserà con un "Big Crunch". Nel 1994, il fisico Frank Tipler, quasi rovesciando le conclusioni di Dyson, dimostrò che le intelligenze di un lontano futuro potrebbero manipolare il collasso finale per creare una fonte di energa sufficiente ad alimentare un numero infinito di fasi di programmazione informatica. Anche in questo caso, se un computer riuscisse a sopravvivere potrebbe farlo anche la coscienza, formulando un'infinità di pensieri e conquistando perfino la vita eterna, per quanto nel tempo finito a disposizione prima del Crunch. Tutte prospettive non umane, che però offrivano perlomeno la speranza di un futuro fondamentalmente senza fine.

La previsione, però, è diventata più negativa nel corso degli anni Novanta, quando gli astronomi hanno scoperto che l'Universo si sta espandendo più rapidamente di quanto già teorizzato. La causa è l'energia oscura. Alla fine, secondo quanto suggerito da Richard Caldwell del Dartmouth College nel 2003, tutto verrà lacerato da quest'energa, a partire dai supergrappoli di galassie e fino a coinvolgere stelle, pianeti, l'Umanità e perfino gli atomi. Neppure le nubi coscienti di Dyson riuscirebbero a sopravvivere. Il Grande Strappo, previsto tra trilioni di anni, sembrerebbe pone fine ad ogni previsione per il futuro, lo, però, non dispererei.

Gli urtimi risultati di Planck contengono nuovi calcoli delle quantità di massa e energia universali. Visti i recenti, rapidi progressi della cosmologia, mi sento abbastanza fiducioso del fatto che la storia del futuro ci riserverà ancora morte sorprese.(science)

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Il più grande nell'Universo | "Hercules-Corona Borealis Great Wall" il più grande oggetto nell'Universo!

"Hercules-Corona Borealis Great Wall".

La struttura più grande mai rinvenuta nell'Universo è un filamento galattico chiamato "Hercules-Corona Borealis Great Wall".

Si tratta di un vasto gruppo di galassie, legate insieme dalla gravità, e dista all'incirca 10 miliardi di anni luce.
Questo filamento galattico, fu scoperto qualche mese fa, per la precisione nel novembre del 2013, si tratta, come detto, di un'ammasso di galassie ed è largo circa 10 miliardi di anni luce, molto più del doppio del precedente detentore del record di oggetto più grande dell'Universo.

Nella realtà, questo oggetto, "Hercules-Corona Borealis Great Wall", è talmente grande che induce quasi ad una "noia" dal punto di vista scentifico per gli astronomi, infatti la cosmologia moderna ha come fondamento il pricipio che la materia debba apparire in maniera uniforme e ben distribuita, se vista ad una scala alquanto vasta. Gli astronomi per l'appunto, non sono concordi su quanto per l'esattezza dovrebbe essere grande questa scala, ma è di certo di gran lunga più piccola delle dimensioni del "Hercules-Corona Borealis Great Wall". L'immensa distanza, crea anche la condizione che questo oggetto potesse esistere soltanto 4 miliardi di anni dopo il Big-Bang.

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