Nov 19

Viva la gravità ***

Questo articolo è decisamente discorsivo e non si sogna assolutamente di entrare nei risvolti teorici e di calcolo che sarebbero ben lontani dai nostri scopi (per chi vuole provare c’è sempre l’articolo originale). Cerchiamo, perciò, di semplificare e di sintetizzare la situazione. Torniamo indietro nel tempo, al momento dell’inflazione, durante il gonfiamento di quella “bolla” energetica che ha dato origine al nostro Universo. In quel vuoto-non vuoto un cambiamento di fase ha permesso di creare la materia e poi tutto il resto.

E’ proprio lì che entra in ballo il bosone di Higgs, soprattutto il suo campo in grado di "spalmare" sulla materia la proprietà chiamata massa. Poteva però farlo in molti modi, regalando valori più o meno alti. Se si studia la situazione si vede che le condizioni che ha dato al nostro Universo sono proprio al limite della sopravvivenza. Bastava poco di  meno e la materia sarebbe tragicamente collassata.

Insomma, il nostro Universo è come se si trovasse dentro un buco del campo di Higgs, abbastanza tranquillo, ma estremamente vicino a un altro buco molto instabile, ben più profondo in cui tutto collasserebbe. Fortunatamente tra i due “buchi” ci sta una bella barriera energetica, le solite barriere che evitano trasferimenti troppo pericolosi. Le barriere, però, sono spesso superate attraverso cambiamenti di fase… No, non pensate a effetti tunnel, dato che qui si tratta di un intero Universo e le condizioni sono ben diverse.

La figura che segue mostra (consideriamola in modo del tutto qualitativo) la posizione del nostro Universo in funzione della massa che il campo di Higgs ha “scelto” per lui e del valore della massa del “top quark” (la particella elementare più pesante del nostro … mondo). Le condizioni sono stabili, ma proprio al limite dell’instabilità…

Fonte: CERN
Fonte: CERN

Tuttavia, resta un dubbio. E’ stata solo la fortuna a evitarci di non collassare? Molti hanno pensato a un’altra particella che avrebbe combattuto contro il bosone di Higgs e i loro campi avrebbero ottenuto una pace fruttuosa. Per adesso, però, questa particella esiste solo nell’immaginazione. Ma ce n’è veramente bisogno?

Una volta creata la massa, sappiamo che esiste un altro campo, quello gravitazionale. Non potrebbe essere proprio lui a fronteggiare la situazione così rischiosa. Detto in parole più sofisticate ed esatte, l’Universo che sta nascendo ha una sua curvatura che potrebbe essere sufficiente a tranquillizzare quel campo di Higgs un po’ troppo irrequieto. E così alcuni teorici si sono messi a studiare e a scrivere le interazioni esistenti tra deformazione dello spazio-tempo dovuto alla gravità e campo di Higgs. I primi risultati teorici sembrano dar ragione a questa teoria sicuramente più “semplice” e -forse- naturale. Il valore ottenuto dal campo di Higgs va pienamente d’accordo con ciò che riesce a fare la gravità. Insomma, potrebbe essere proprio la gravità che ci ha fatto cadere e resistere in un buco senza rischi (almeno per adesso…).

In particolare, si sta anche cercando di avere riscontri osservativi “diretti” dall’analisi del rumore cosmico di fondo e delle onde gravitazionali. Ci vorrà del tempo, ma, ancora una volta, la gravità può essere stata la nostra ancora di salvezza. E’ lei che ci fa stare con i … piedi per terra, è lei che ci fa girare attorno al Sole, e, adesso, potrebbe essere proprio lei ad averci evitato di collassare nel primo secondo di vita dell’Universo.

Viva la gravità

Articolo originale QUI

8 commenti

  1. Alvermag

    Ma tu mi vuoi proprio provocare, caro Enzone.... :wink:
    Questi articoli li devi evitare, altrimenti non ti lamentare se ti mando al manicomio con le mie ... simpatiche ... domandine !

    Grazie del regalo che mi fai ogni volta che tocchi la cosmologia.

    Beh, tanto per cominciare ... sento continuamente parlare di cambiamento di fase, ne ho anche letto, ma avverto un senso di insoddisfazione. Puoi spiegarmela in modo ... ragionevolmente ... dettagliato?

  2. giovanni

    buongiorno,senta sig.zappalà vorrei porle una domanda abbastanza ostica;la domanda è:ma lei non pensa l'universo sembri sempre più a un grande pensiero matematico fatto da un creatore o entità quale essa sia? dico questo anche in base alle ultime scoperte della meccanica quantistica che dice:senza l'osservatore o misura la materia si comporta da onda probabilistica e quindi afferma che nulla esiste se non è misurato;Qunidi non pensa che cercare un pezzetto di materia sempre più piccolo sia la strada bagliata? voglio dire la materia è veramente qualcosa di reale o è la mente a crearla? cosa ne pensa a proposito? cordiali saluti

  3. davide1334

    "E’ lei che ci fa stare con i … piedi per terra, è lei che ci fa girare attorno al Sole, e, adesso, potrebbe essere proprio lei ad averci evitato di collassare nel primo secondo di vita dell’Universo."

    belle parole enzo,quindi la gravità è quella che fa più o meno "tutto" nell'universo.....
    rimane solo un momento o un movimento se vogliamo dove la gravità non dovrebbe avere "agito"...quello primordiale.
    il concetto di gravità stessa farebbe la sua comparsa dopo l'inflazione,giusto?anche perchè la stessa forza non avrebbe permesso quel gonfiamento della bolla o no?
    si vabbè qua si va quasi sul metafisico :roll: :lol:

  4. caro Alvy,
    sul cambiamento di fase puoi andare all'articolo sull'inflazione o pensare... all'acqua...

    caro Giovanni,
    non è esatto... l'onda probabilistica esiste e come. Pensa agli elettroni che assorbono e inviano fotoni. Mica li vediamo tutti...Il fatto è che noi riusciamo a descrivere il tutto nel modo migliore attraverso il linguaggio della matematica (forse è un nostro limite o un nostro pregio... non so). E poi, la materia esiste e non è soggetta alle leggi della MQ, quando ha dimensioni notevoli. Insomma, il discorso è molto articolato e ci farebbe sconfinare nella filosofia...

    caro Davide,
    in realtà la gravità si è separata subito dopo il tempo di Planck, quindi prima dell'inflazione, portando a una specie di assurdo: la massa di Higgs viene fornita alle particelle dopo che è già nata la gravità. Oltretutto, l'inflazione ha agito anche se già esisteva la gravità... Tuttavia, per entrare veramente a fondo di queste problematiche sarebbe necessario usare una matematica e una simbologia che va oltre anche alle mie capacità... Lo dico sempre: la teoria dei campi è una brutta bestia e bisogna essere proprio specialisti per maneggiarla. Abbiate pazienza e accontentiamoci di avere idee vaghe e semplificate...

  5. Giovanni C.

    Ciao sono Giovanni

    Per rispondere a Giovanni volevo scrivere un mio pensiero, non vorrei però deviare dall’argomento principale, con susseguenti ire del professore, a cui faccio i miei più sinceri complimenti. Penso sia uno dei migliori divulgatori di scienze. In italia sbaviamo sempre per divulgatori stranieri che hanno la metà delle bravura del professore. Leggo da tanto il blog , ed ogni volta mi meraviglio della sua chiarezza

    Tornando a noi, penso che non ci dovemmo tanto stupire delle funzioni di probabilità. Non siamo noi a determinare le funzioni, ma semplicemente la nostra vita si è adeguata ad un mondo probabilistico. La realtà si costruisce su questo, cosi come i nostri sensi. La frase sembra incomprensibile, però vorrei fare un esempio di come anche l’uomo ha sviluppato lo stesso principio e nessuno si fa tante domande o si stupisce.

    Io lavoro in un call center (di una banca, ma sempre call center è). Arrivano ogni giorno un tot di chiamate e noi siamo in 100. La struttura esiste perché ci sono le chiamate dei clienti ed il nostro numero di persone è adeguato alla media delle chiamate giornaliere. Ma esiste una probabilità, sebbene piccolissima ma comunque reale, che un giorno non chiami nessuno. E cosi per una settimana. Ogni chiamata ha una sua propria probabilità che può anche essere zero. Complessivamente la probabilità che non chiami nessuno quindi esiste, eppure esistono call center e tanti altri servizi basati sullo stesso genere.

    La materia secondo me è sicuramente qualcosa di reale che si appoggia su un sistema probabilistico proprio come i call center

    Quello che vorrei chiedere al professore è un’altra cosa. Dato la stabilità del nostro universo, è possibile che lo sesso cada nella zona di instabilità o quantomeno possa succedere agli altri multiversi? Al momento del big bang può essere che si siano sviluppati tanti universi alternativi, rimanendo stabili solo alcuni di questi? Come nei pianeti, potrebbe esistere a questo punto una zona di stabilità.

  6. caro Giovanni,
    fatti i dovuti "distinguo", direi che il tuo esempio è molto calzante :wink:

    Nell'ipotesi, tutta da confermare ovviamente, che si siano creati infiniti Universi da "bolle" simili alla nostra potrebbe benissimo essere che alcuni siano collassati. Magari il nostro è l'unico a non esserlo... Il valore di certe costanti dipende da una "scelta" probabilistica e quindi non tutti i valori portano a risultati analoghi. In qualche modo hai ragione: potrebbero esistere zone (in un senso molto più ampio) in cui l'insieme delle varie soluzioni "scelte" (dico scelte, ma intendo scelte casuali...)diano stabilità e altre no... Purtroppo, per adesso almeno, sono pure speculazioni.
    In ogni modo, spero di cuore che il tuo call center rimanga sempre nella zona di massima probabilità!!! :-P

  7. SuperMagoAlex

    Trovo del tutto naturale che il valore dell'Higgs sia al "limite" della stabilità, è una situazione che ritroviamo altre volte in Natura.
    Tanto per fare un esempio basta guardare come si è sviluppata la vita sulla Terra, in una zona "limite", non troppo sicura dal bombardamento di asteroidi, ma neanche troppo tranquilla (per fortuna, visto che la vita probabilmente è stata innescata da qualche impatto).
    Diciamo che la vicinanza al "caos" favorisce la vita :)

  8. caro SMA,
    come era detto molto bene in Jurassic Park... Non per niente si parlava di caos e di limiti del caos...

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