Re: Curiosità sulle teorie della gravità

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Sun, 31 Jul 2005 20:40:35 +0200

Piercarloo ha scritto:
> Mi � sorta una curiosit�: la teoria della relativit� generale di
> Einstein mi pare ormai straprovata da quasi tutte le verifiche
> sperimentali messe in atto (e, anzi, mi pare che orma alcune sue
> previsioni vengano "verificate" pi� con l'intento di verificare la
> nostra capacit� di verificarle che non per contestare la teoria
> stessa). Le teorie concorrenti (universo a 11 dimensioni, teoria delle
> stringhe e compagnia bella) che previsioni sperimentali hanno prodotto
> per essere verificate? E se le hanno prodotte sono state poi
> effettivamente verificate?
> Chiedo perch� a un profano come me sono sembrate pi� che altro un
> sacco di chiacchiere interessanti (per e tra specialisti) in attesa di
> trovare una teoria pi� definita e "digeribile"... E' cos� o sono
> troppo pessimista?
La domanda e' interessante, ma anche piuttosto complicata, e non se
sapro' darti una risposta sintetica e comprensibile...

Occorre in primo luogo distinguere le prove in diversi ambiti:
- sistema solare
- galassia
- universo.

Quanto al sistema solare, efettivamente la RG e' verificata molto
bene, anche se gli effetti che prevede sono sempre assai piccoli.
Quando si passa alla galassia, la verifica migliore e' data dai sistemi
binari di stelle di neutroni.
Cominciamo pero' ad avere due problemi: buchi neri e onde
gravitazionali.
Sulle o.g. esistono forti prove, ma indirette: la rivelazione diretta
non e' ancora stata possibile. Credo che la gran parte dei fisici
siano convinti che le o.g. esistono come prevede la teoria, ma la
rivelazione diretta sara' quella che tagliera' la testa al toro.

Buchi neri: oggi ci sono buone evidenze che al centro di ogni galassia
debba esserci un buco nero, piu' o meno grande e piu' o meno attivo.
Anche nella nostra galassia: ne e'anche stata stimata la massa, pari
a due milioni di masse solari.
Pero' anche qui si tratta di prove piuttosto indirette.

Passando all'universo, oltre ai buchi neri cui ho gia' accennato, sono
stati scoperti numerosi esempi di lenti gravitazionali, e anche questi
confermano la RG.
Dopo di che si passa alla cosmologia, e qui le cose si complicano.

Si complicano perche' non abbiamo piu' a che fare con la RG pura e
semplice, per cui tutte le prove e i modelli debbono includere altri
aspetti, come la formazione degli elementi piu pesanti dell'idrogeno,
il meccanismo che ha prodotto la radiazione di fondo e le sue
fluttuazioni (oggi osservate con notevole accuratezza), ecc.

Quindi le conferme che abbiamo non riguardano (in bene e in male) solo
la RG. E lo stesso vale per i problemi aperti. Te ne ricordo qualcuno:
- l'ipotesi dell'inflazione, che e' stata introdotta per spiegare
alcuni aspetti che altrimenti non tornerebbero
- il problema della materia oscura
- la cosidetta "energia oscura".
Non sappiamo se questi probemi aperti siano difetti della RG o invece
riguardino le proprieta' della materia che costituisce l'universo;
quindi non saprei se metterli come problemi della RG.

Per finire: le "teorie alternative".
Quelle teorie mirano a risolvere un problema esclusivamente teorico,
che forse e' anche difficile far intuire a un profano.
Il problema e' che la RG non considera effetti quantistici, che pure
in certe condizioni estreme (per es. in prossimita' del big bang)
dovrebbero essere importanti.

Le teorie (stringhe ecc.) vorrebbero appunto effettuare l'unificazione
tra RG e MQ; solo che da una parte non ci sono chiari motivi nei fatti
coosciuti che richiedano correzioni o modifiche alla RG; dall'altra le
teorie proposte sono assai lontane dal poter essere messe alla prova
sperimentale.
In un certo senso sono delle fughe in avanti: forse tra 20 o 50 anni
sara' possibile capire se avevano senso...
                   

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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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Received on Sun Jul 31 2005 - 20:40:35 CEST