Wormhole. La Fisica di Jim Al Khalili

La filosofia della fisica studia gli aspetti logici, epistemologici, ontologici (potremmo dire, in linea generale “filosofici”) delle teorie fisiche con particolare attenzione a concetti come materia, energia, spazio e tempo. Possiamo considerarla come una sotto-branca della  filosofia della scienza e negli ultimi anni è sempre più interessata a questioni concernenti la Relatività, la Cosmologia, la Meccanica Quantistica e Statistica riflettendo, in questo modo, sulla causalità, il determinismo e la natura stessa delle leggi fisiche. Classicamente alcune di queste problematiche venivano studiate all’interno della metafisica o dell’ontologia: per fare un esempio, nella filosofia analitica l’ontologia è quella teoria che stabilisce i criteri di esistenza di determinate entità a partire da un linguaggio formale. Quindi quando si parla di “ontologia” e “metafisica” dobbiamo di volta in volta chiarire il significato dei termini.

L’impegno divulgativo di Jim Al Khalili consente proprio di approfondire questo aspetto. Non solo sul significato di alcuni concetti prettamente fisici – a seguire un esempio – ma anche filosofici. Ma andiamo con ordine. Prendiamo un concetto fisico, anzi forse sarebbe più corretto parlare di un costrutto matematico visto che non esiste sul piano strettamente fisico. Parlo dei wormholes. Il termine wormhole fu coniato dal fisico teorico americano John Archibald Wheeler nel 1957. Comunque, l’idea dei wormhole fu già teorizzata nel 1921 dal matematico tedesco Hermann Weyl nella sua analisi della massa in termini di energia del campo elettromagnetico.

L’analogia usata per spiegare il concetto espresso dal termine wormhole è questa: si immagini che l’universo sia una mela, e che un verme viaggi sulla sua superficie. La distanza tra due punti opposti della mela è pari a metà della sua circonferenza se il verme resta sulla superficie della mela, ma se invece esso si scava un foro direttamente attraverso la mela la distanza che deve percorrere per raggiungere quel determinato punto diventa inferiore. Il foro attraverso la mela rappresenta il cunicolo spaziotemporale.

Esistono vari tipi di wormholes.  I cunicoli spazio-temporali lorentziani, noti anche come cunicoli di Schwarzschild o ponti di Einstein-Rosen (A. Einstein e N. Rosen, The Particle Problem in the General Theory of Relativity, in “Physical Review”, 48, 73, 1935). Sono molto noti ma già nel 1962  John A. Wheeler e Robert W. Fuller hanno mostrato che questo tipo di wormhole è instabile, al punto che nemmeno la luce riesce ad attraversarlo (R. W. Fuller e J. A. Wheeler, Causality e Multiply-Connected Space-Time, in “Physical Review”, 128, 919, 1962). Esistono anche wormholes attraversabili, sempre compatibili con la teoria della Relatività, ossia alle scorciatoie di cui si parla in M. Morris, K. Thorne, e U. YurtseverWormholes, Time Machines, and the Weak Energy Condition, in “Physical Review”, 61, 13, 1988, pp: 1446-1449. In questo caso, con i wormholes di Morris-Thorne abbiamo dei ponti tenuti aperti da un guscio sferico di materia esotica. Connettendo due punti nello spaziotempo, permetterebbero in linea di principio di viaggiare nel tempo e nello spazio.

Per quanto riguarda invece il discorso sui concetti filosofici, qui mi basta sottolineare una banalità. Avete mai riflettuto sui titoli dei libri divulgativi di Al Khalili. Qui vi lascio il link alla sua pagina ufficiale: http://www.jimal-khalili.com/.

Già dai titoli (e qui il discorso non vale solo per lui ma anche per molti altri testi divulgativi) è evidente la commistione tra argomenti fisici e riflessione filosofica: i concetti di vita, paradosso, saggezza, tempo sono esplicitamente richiamati da Al Khalili e il suo stesso approccio semplice e diretto a questi temi suggerisce una riflessione più ampia a riguardo. Un ottimo punto di partenza per chi intende avvicinarsi a temi così complessi non avendo una preparazione tecnica alle spalle.

Bibliografia

Jim Al Khalili, La fisica della vita. La nuova scienza della biologia quantistica ► http://amzn.to/1QOZKf7

Jim Al Khalili, La fisica del diavolo. Maxwell, Schrödinger, Einstein e i paradossi del mondo ► http://amzn.to/1R9B14z

Jim Al Khalili, La casa della saggezza. L’epoca d’oro della scienza araba ► http://amzn.to/1pzmdpC

Jim Al Khalili, La fisica dei perplessi: L’incredibile mondo dei quanti ► http://amzn.to/1pikFRg

Jim Al Khalili, Buchi neri, wormholes e macchine del tempo ► http://amzn.to/1UVrQKQ

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