DATA: 11 Ottobre 2011

FONTE: http://www.giornalettismo.com

AUTORE: John B.

Mandano in fumo le teorie di Einstein… o forse no

Immaginiamo di fare una bella passeggiata nella tarda mattinata di una serena domenica di inizio autunno. A un certo punto attraversiamo una strada deserta con l’intento di raggiungere il boschetto di fronte a noi, e improvvisamente ci ritroviamo in ospedale con le ossa fracassate.

Mentre siamo sulla barella che ci porta nella sala operatoria, vediamo sopraggiungere un grosso camion con rimorchio lungo la strada che stavamo attraversando prima di ritrovarci in ospedale.

STORIE – In altre parole: prima siamo stati investiti, poi è arrivato il camion che ci ha investiti. Una storia impossibile, surreale. Eppure, è più o meno quello che potrebbe succedere – almeno nel campo della fisica – se qualcosa potesse viaggiare più velocemente della luce. Pensiamo ai neutrini, che secondo gli scienziati del CERN e dei laboratori del Gran Sasso avrebbero dimostrato di poter viaggiare più veloci dei fotoni nel corso di un recente esperimento: un neutrino potrebbe piombarci in faccia e noi lo vedremmo arrivare soltanto dopo l’impatto. In altre parole, il superamento della velocità della luce rende possibile l’inversione del rapporto causa ed effetto: un effetto potrebbe verificarsi prima della causa che l’ha provocato. Parliamo in termini assolutamente teorici, sia chiaro. Eppure i progressi scientifici e tecnologici di questi ultimi decenni ci hanno insegnato che il passaggio dalla teoria alla pratica è solo questione di tempi. Stabilito che una cosa non è impossibile, prima o poi qualcuno riesce a realizzarla (con l’unica eccezione conosciuta dell’autostrada A3 Salerno – Reggio Calabria).

LUCE FAMMI SPAZIO – Superare la velocità della luce significa poter immaginare che l’uomo potrà un giorno superare i confini dell’Universo e vedere cosa c’è oltre di esso (perché potrebbe raggiungere e superare l’orizzonte di espansione del tempo e dello spazio creati con il Big Bang), significa ammettere la possibilità che civiltà aliene stiano visitando la Terra a bordo di dischi volanti (perché le distanze interstellari potrebbero essere coperte in tempi ragionevoli) e addirittura potrebbe consentirci di creare energia e massa dal nulla (un oggetto che superi la velocità della luce avrebbe più energia di quella ottenibile per conversione di tutta la sua massa iniziale). Queste sono solo alcune delle conseguenze possibili in un universo fisico in cui la velocità della luce non è più un limite assoluto. Per questa ragione la scoperta degli scienziati impegnati nell’esperimento OPERA che ha misurato la velocità dei neutrini lungo un percorso di 730 km, ha destato enorme scalpore nella comunità scientifica mondiale e ha guadagnato le prime pagine di centinaia di testate giornalistiche. E’ evidente, però, che una scoperta così sconvolgente, capace di sovvertire non solo le basi della fisica contemporanea ma anche ogni nostro principio logico, richiede un valutazione molto attenta e una verifica estremamente meticolosa e pedante. In pratica stiamo dicendo che 2+2 fa 5. E’ vero che i nostri politici non ci troverebbero nulla di strano, visto che affermano di riuscirci da decenni, è vero che Gesù Cristo lo fece con i pani e i pesci, ma la matematica non è politica e nemmeno religione.

NUMERI – Le equazioni di Einstein sono calcoli ben precisi, in base ai quali risulta che ci vorrebbe un’energia infinitaper spingere un oggetto dotato di massa fino alla velocità della luce, motivo per cui solo l’energia pura (ossia la conversione totale della massa in energia) può viaggiare alla velocità della luce. In termini matematici, le equazioni di Einstein sono esattamente come il 2+2 che fa 4. I neutrini non sono energia pura ma hanno una massa, per quanto minima (di gran lunga inferiore a quella di un elettrone) e pertanto non dovrebbe essere fisicamente possibile per essi anche solo raggiungere la velocità della luce, figurarsi superarla. In altre parole, è di gran lunga più probabile che gli scienziati o le apparecchiature dell’esperimento OPERA si siano sbagliati, piuttosto che i neutrini viaggino più veloci della luce, e questa considerazione basata sul buon senso deve consigliare molta prudenza prima di fare affermazioni che potrebbero rivelarsi una colossale bufala. Pensiamo al fatto che l’esperimento ha calcolato la velocità dei neutrini su un tratto di 730 chilometri, un’inezia per un affare che viaggia alla velocità della luce (poco meno di 300.000 km al secondo) e il risultato sarebbe che quei neutrini hanno percorso quel tratto in un tempo inferiore di 60 nanosecondi (60 miliardesimi di secondo) rispetto a quello impiegato dalla luce per percorrere la medesima distanza. Attenzione però: gli scienziati non hanno visto i neutrini superare i fotoni in una specie di gara testa a testa in uno spazio vuoto. Infatti i neutrini hanno viaggiato attraverso terra e roccia dal laboratorio del CERN fino al laboratorio del Gran Sasso, un fenomeno possibile grazie alle particolari caratteristiche del neutrino che lo rendono insensibile rispetto alla massa che attraversa. E’ evidente che per calcolare con assoluta precisione la velocità di questi neutrini è indispensabile conoscere perfettamente (perfino pochi decimetri di errore farebbero sballare i calcoli) la distanza esistente tra il punto di emissione dei neutrini e il punto di arrivo e sincronizzare perfettamente (al miliardesimo di secondo) gli “orologi” che rilevano i tempi alla partenza e all’arrivo. A tutto questo occorre aggiungere la perfetta taratura dei sensori e dei sistemi di registrazione dei dati. In parole povere: basta uno starnuto per mandare tutto all’aria. Siamo sicuri che in un qualunque punto di questo complesso e sofisticato meccanismo non sia nascosto un infinitesimale errore di tolleranza che potrebbe aver influito sul risultato? I primi a nutrire qualche perplessità sono gli stessi scienziati che hanno fatto l’esperimento.

DUBBI –
Dei 160 ricercatori che hanno partecipato a OPERA, 30 si sono rifiutati di sottoscrivere il documento con il quale sono stati diffusi i risultati del test. Non sono tantissimi ma nemmeno pochi: è una “dissidenza” pari al 20%, decisamente importante sotto il profilo scientifico. Lo scetticismo interno è condiviso da molti altri scienziati nel resto del mondo e la stroncatura
più pesante viene addirittura da tre direttori di altrettanti prestigiosi laboratori scientifici: Heuer del CERN di Ginevra, Oddone del FermiLab in USA, Suzuki del KEK in Giappone. Ma c’è un altro grosso problema che giustifica un forte scetticismo nei confronti del risultato sbandierato dai ricercatori di OPERA. Nel 1987 fu rilevata una supernova (ossia l’esplosione di una stella provocata dal collasso gravitazionale) distante 168.000 anni luce da noi. Nella circostanza l’evento liberò una gran quantità di neutrini. Questi neutrini raggiunsero la Terra circa tre ore prima della luce dell’esplosione, ma il motivo fu individuato nelle nubi di materia cosmica che rallentarono i fotoni ma non i neutrini, capaci di attraversare indisturbati anche la materia più densa. Ebbene, se la velocità dei neutrini fosse quella calcolata nell’esperimento OPERA, i neutrini avrebbero dovuto raggiungere la Terra non tre ore, ma almeno QUATTRO ANNI prima della luce! E’ evidente che un percorso di 168.000 anni luce fornisce un dato molto più affidabile rispetto a un percorso di poche centinaia di chilometri. Inoltre nell’evento del 1987 neutrini e fotoni viaggiarono insieme, testa a testa, quindi oltre a un dato assoluto calcolato su una percorrenza così lunga, c’è un dato relativo sviluppato sulla stessa percorrenza. Di fronte a un fatto così oggettivo (che prescinde dalla qualità dei sensori e delle misurazioni) l’affidabilità dei risultati dell’esperimento OPERA è molto debole e nella comunità scientifica si è scatenata una vera e propria caccia agli errori compiuti nell’esperimento. Jim Al Khalili, un professore universitario inglese, è così sicuro dell’errore che ha dichiarato pubblicamente che se fosse dimostrato che i neutrini hanno superato la velocità della luce, si mangerà le mutande. Qualcuno ha fatto una considerazione che ci deve far riflettere: se la scoperta non avesse messo in dubbio la teoria della relatività, nessuno si sarebbe preoccupato tanto della cosa e i risultati sarebbero stati tranquillamente accettati. Questa condivisibile osservazione ci fa capire che non è mai prudente prendere per oro colato le scoperte degli scienziati, finché non siano sufficientemente verificate e replicate. Comunque vada, sicuramente Einstein non avrà motivo di mangiarsi le proprie mutande né di rimangiarsi le proprie teorie e potrà continuare a riposare in pace nella sua tomba. Infatti il grande Albert aveva previsto, nelle sue teorie, la possibilità che determinate particelle potessero viaggiare più veloci della luce. Si trattava di particelle “immaginarie”, chiamate tachioni, che dovrebbero viaggiare necessariamente a velocità superiori a quella della luce.

GENI – In pratica i tachioni funzionano al contrario: la velocità della luce non è un limite massimo ma un limite minimo. Albert Einstein aveva ipotizzato che l’eventuale esistenza dei tachioni non avrebbe compromesso la correttezza della teoria della relatività e si sarebbe potuta conciliare con il mondo fisico che conosciamo. Nessuno ha mai scoperto né provato l’esistenza dei tachioni, per cui essi restano una particella immaginaria così come l’aveva ipotizzata Einstein. Adesso qualcuno ipotizza che i neutrini potrebbero evolversi nei tachioni immaginati da Einstein e OPERA potrebbe averli svelati. La scoperta dei tachioni, quindi, finirebbe per dare ancora più valore alla teoria della relatività, piuttosto che smentirla. Ma queste sono tutte speculazioni. Il dato di fatto è che i neutrini rischiano una multa salata per eccesso di velocità…

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