francois ha scritto:
> Ho letto da qualche parte che le costanti fisiche (velocit� della luce,
> carica dell'elettrone, costante di Planck, etc...) potrebbero non essere
> costanti, ma varierebbero nel tempo [(e nello spazio?)].
> E' vero?
s�, � possibile (ma finora non ci sono prove,
e forse neanche indizi).
> E se si...
> Da cosa dipenderebbe questa variazione?
Ogni teoria propone una causa diversa.
Per quanto ne so, in tutte (o quasi tutte)
le teorie la variazione � legata alla cosmo-
logia: la filosofia di fondo consiste nell'
assumere una relazione fra l'universo nella
sua globalit� e le costanti fondamentali,
da ci� deriverebbe un cambiamento di una o
pi� costanti a causa dell'evoluzione
(espansione) dell'universo.
La costante fondamentale X influenzata
dall'espansione cambierebbe col tempo
t secondo una legge del tipo
dX/dt = b X H
dove b � una costante adimensionale
e H la costante di Hubble (che ti d� il tasso
di espansione, non so se hai presente).
Ma ci possono essere leggi pi�
complesse.
Comunque, di variazioni finora non
s'� trovato traccia; qualche anno
fa un gruppo di astrofisici aveva
detto (esaminando gli spettri
di lontanissime quasar) che la
costante di struttura fine cresceva
lentamente nel tempo ma se non sbaglio
(sbaglio ? ) hanno poi ritirato l'affermazione
(in base a misure pi� accurate).
Se sei curioso sui particolari del
meccanismo di variazione (cio� il meccanismo
che lega la (le)costante (i) all'universo)
posso solo dirti che varia da teoria a
teoria e in certi casi non esiste neppure
un meccanismo chiaro, ci si limita a postulare
la variazione al solo scopo di costruire
una teoria pi� interessante della
teoria tradizionale, un po' perch� i fisici si
annoiano a lavorare sempre con le stesse
teorie, un po' perch� cos� facendo sperano
di scoprire qualcosa di nuovo. In genere la
"costante" che viene fatta variare � trattata
come un campo scalare sovrapposto agli altri campi
noti: ti cito solo il caso (famosissimo)
della teoria gravitazionale di Brans & Dicke;
ti dico in breve di che si tratta nel caso non lo
conoscessi:
una quarantina di anni fa, quei due presero per
il collo la costante di Cavendish G
(quella, per intenderci, che compare come
coefficiente nella legge di gravitazione universale
F = G M m / r^2 che d� la forza attrattiva tra due
masse) e senza tanti complimenti la considerarono
variabile nello spazio e nel tempo: appunto un
campo scalare, come dicevo prima.
Dopodich� sovrapposero (nelle formule) questo campo
scalare al campo tensoriale che compare nella
teoria gravitazionale di Einstein e ottennero
delle equazioni gravitazionali pi� generali e complicate
(di tipo scalare-tensoriale) di quelle einsteiniane
(che sono puramente tensoriali) le risolsero e
ottennero soluzioni diverse e quindi conseguenze fisiche
nuove (non sto a dirti quali, puoi trovarle
facilmente anche su Google, penso, digitando
Brans-Dicke. Comunque fino a oggi queste conseguenze
nuove non sono state osservate).
Quando un fisico fa un atto del genere,
si trova tra le mani un nuovo territorio tutto da
esplorare e (a parte la fatica di lavorare
con formule pi� complicate di quelle tradizionali)
il divertimento che ne trae non � cosa da poco.
Aggiungo che Brans e Dicke speravano, oltre che
di divertirsi, anche di risolvere un difetto
(non so dirti se reale o no, ma loro erano
convinti che fosse un difetto) della teoria di
Einstein, quello di non riuscire ad armonizzarsi
col principio di Mach: non so se ne hai sentito
parlare, ma detto in breve: il principio
di Mach dice che la massa di un corpo qualunque
� generata dall'azione gravitazionale di tutti gli
altri corpi dell'universo (veramente ci sarebbe
molto altro da dire, ma sorvolo), Secondo loro,
questo legame tra la massa, e quindi la gravit�,
e l'intero universo era una buona ragione
per pensare a una G che cambia col tempo,
dato che l'universo cambia col tempo.
Finora per� le osservazioni
non hanno mostrato nessuna variazione di G.
quindi la maggioranza dei fisici continua a
lavorare con le vecchie equazioni di Einstein.
Il che non vuol dire che sar� sempre cos�.
Se vuoi un altro esempio, ti d� la meccanica
quantistica stocastica (una formulazione
alternativa della meccanica quantistica)
In questo caso, la storia si � sviluppata
in modo un po' diverso: i fondatori all'inizio
non pensavano minimamente di far variare delle
costanti fondamentali, quello che volevano era solo
una formulazione alternativa della teoria dei
quanti (la forma standard non era di loro gradimento)
Nella loro formulazione, gli effetti quantistici
sorgono dall'interazione delle particelle con
un campo di nuovo tipo che pervade l'intero
universo. Ma c'� anche un risultato nuovo,
la costante di struttura fine a causa di questa
interazione e del fatto che l'universo cambia
col tempo cambia anche lei col tempo (poi:
in certe formulazioni cambia la costante
di Planck, in altre cambia la velocit� della
luce).
Ci sono anche persone che rifiutano
l'evoluzione biologica e per combatterla
vogliono dimostrare che l'universo �
estremamente giovane (cos�, dicono loro,
non ci sarebbe stato abbastanza tempo per
l'evoluzione).
Per conciliare questa idea con le osservazioni
astrofisiche (che danno un'et� enormemente pi�
lunga di quella che serve al loro scopo)assumono
una velocit� della luce variabile.
Questa motivazione non � scientifica, ma ha il
pregio di essere divertente.
Smetto qui, anche se potrei continuare a
fornirti esempi, perch� i fisici si sono
sbizzarriti negli ultimi settant'anni a fare
teorie con "costanti" variabili: cominci�
Milne negli anni trenta, poi Dirac e poi Brans
e Dicke dei quali ti ho gi� detto (tutti questi
fanno variare G) e poi Hoyle insieme a Narlikar
(che fanno variare le masse delle particelle)
poi Gamow (che fa variare la carica dell'elettrone)
e poi (con la meccanica quantistica stocastica di cui
ti parlavo) De la Pena, Auerbach, Santos e Cetto
(sulla " n " di de la Pena ci vuole quella biscia
tipicamente spagnola che qui non so fare).
Su Google dovresti trovare abbastanza cercando
"variazione delle costanti", e cose del genere
(trovi di pi� in inglese che in italiano, ovviamente)
oltre ai nomi che ti ho detto.
In un vecchio numero della rivista
American Journal of Physics
c'� un articolo interessante sul tema, purtroppo
non ho qui i dati, ma sono quasi sicuro che
fosse del 1986.
Bye
Corrado
--
questo articolo e` stato inviato via web dal servizio gratuito
http://www.newsland.it/news segnala gli abusi ad abuse_at_newsland.it
Received on Sat Sep 04 2004 - 06:18:45 CEST