La domanda che da sempre permea della mente dei
fisici di tutto il modo: sarà liscia o ruvida?
Discreta o
continua? Tutto ciò riguardo la
natura dello
spazio-tempo. Tale quesito pulsa come un mantice nella testa dei
fisici quando volgono il loro pensiero allo
spazio-tempo, esattamente alla
struttura quadridimensionale dell'
universo introdotta dalla
teoria della
relatività di Albert Einstein. A riassumere il tutto sugli ultimi
risultati in questo
campo di
studi giunge oggi un
articolo di
Stefano Liberati,
coordinatore del gruppo di
Fisica delle Astroparticelle della
Scuola Internazionale Superiore di studi Avanzati (
Sissa) di Trieste. Lo
studio, apparso sulle pagine della rivista
Classical and Quantum Gravity, è stato selezionato dalla stessa rivista tra gli
Highlight papers dell’ormai prossimo trascorso 2013.
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| Spazio-tempo |
“Da tempo i
fisici si interrogano sulla
natura dello
spazio-tempo”, racconta
Liberati. “Ci si chiede infatti se sia
continuo a tutte le scale, come appare nell’esperienza comune, o se a piccolissime dimensioni presenti una
grana irregolare che nella nostra
esperienza diretta non possiamo percepire”. Se così fosse, spiega l'esperto della
Sissa, questo potrebbe portare a deviazioni dalla teoria della relatività speciale formulata da Einstein ormai più di cento anni fa.
In alcuni
scenari teorici, la “
non-continuità” dello
spazio-tempo implica infatti violazioni all’invarianza delle
leggi fisiche sotto le cosiddette
trasformazioni di
Lorentz (che stabiliscono che le
leggi della fisica sono le stesse per tutti i
sistemi di riferimento inerziali e che sono alla base della
relatività speciale). Nello studio,
Liberati passa in rassegna tutte le
metodologie più promettenti (spesso basate su
fenomeni legati
all’astrofisica delle alte energie) messe a punto dai fisici a partire dagli anni ‘90 per testare queste deviazioni dalla
fisica standard.
“Provate a immaginare di guardare una lastra di marmo da una certa distanza: vi sembrerà probabilmente di consistenza uniforme. A un più attento esame, ad esempio con un potente microscopio, si può vedere invece che il marmo è poroso e irregolare”, continua Liberati. “In un certo senso i
fisici hanno cercato di fare qualcosa di simile con lo spazio-tempo: trovare qualcosa che agisca da microscopio per scoprire se a piccolissime scale di lunghezza c’è davvero un’irregolarità. Nel mio lavoro ho offerto un quadro sistematico degli esperimenti e delle osservazioni che si possono sfruttare per indagare l’esistenza di queste irregolarità. La
relatività speciale è uno dei pilastri fondamentali della
fisica moderna e in quanto tale è molto importante testarne la validità, fin dove le attuali osservazioni ce lo permettono”.
