Una nuova teoria della gravità quantistica, proposta da uno studente di fisica laureatosi di recente alla Jose Varona University dell’Havana, a Cuba, potrebbe fornire lo strumento per risolvere il conflitto tra relatività generale e meccanica quantistica, permettendo così di dare non solo una spiegazione più appropriata della fenomenologia legata ai buchi neri ma anche di ricavare preziosi indizi sulla natura della materia oscura e dell’energia oscura.
Illustrazione del concetto di gravità quantistica che si presenta come una sorta di piccola nicchia per un numero limitato di teorici. Credit: Future and Cosmos
Se si chiede a un teorico quali sono i misteri più profondi della fisica moderna, si rimane sorpresi se la risposta è tutt’altro che legata alla gravità quantistica o al cosiddetto “settore oscuro” dell’Universo. Oggi, i temi più caldi e che lasciano i fisici davvero svegli fino a tarda notte riguardano sostanzialmente alcune problematiche, ad esempio, sulla riconciliazione della relatività generale con la meccanica quantistica e tutti gli sforzi che da qualche decennio tentano di risolvere gli enigmi sulla natura della materia oscura e dell’energia oscura.
La relatività generale e la meccanica quantistica rappresentano attualmente le due teorie più complete e più esatte che ci permettono di descrivere, rispettivamente, le stelle, le galassie e l’Universo su larga scala e il mondo degli atomi e delle particelle elementari. Nonostante ciò, le due teorie sono in contrasto tra loro. Il mondo della meccanica quantistica è bizzarro, pieno di stranezze e dove si può solo prevedere la probabilità con cui si verifica un determinato fenomeno fisico. Einstein dubitò sempre sul fatto che l’Universo si comportasse in maniera casuale e imprevedibile perchè riteneva invece che esistessero regole ben precise che governassero le leggi della fisica.
Per decenni, i numerosi tentativi di descrivere la gravità con il linguaggio della meccanica quantistica non hanno dato buoni frutti e, dopo la morte di Einstein, nessun scienziato ha preso seriamente in considerazione il problema di unificare le leggi della natura. Da allora, la fisica è come divisa in due branche, da un lato la relatività generale che descrive i fenomeni dell’universo macroscopico e dall’altro la meccanica quantistica che ci spiega come funziona il mondo microscopico. E’ un pò come avere due famiglie che pur vivendo nella stessa casa non vanno d’accordo e non si parlano mai. Sebbene entrambe le teorie descrivono con precisione il dominio in cui esse sono valide, sembra che non sia possibile conciliarle in un’unica teoria che sia in grado di descrivere l’Universo a tutti i livelli.
Le soluzioni proposte per risolvere questi problemi sono molteplici ma non forniscono delle spiegazioni adeguate. Tuttavia, la situazione sta cambiando perchè Stuart Marongwe, ora presso il Dipartimento di Fisica del McConnell College in Botswana, ha proposto una teoria della gravità quantistica autoconsistente che non solo permette di spiegare il settore oscuro dell’Universo ma sembra essere in accordo con le osservazioni. La teoria è stata chiamata “Nexus”, che letteralmente vuol dire “connessione”, nel senso che permette di connettere in qualche modo la relatività generale con la teoria quantistica. Secondo l’autore, questa sorta di “magico collegamento” si manifesterebbe nella forma di una particolare particella dello spaziotempo, detta “gravitone Nexus”, che emerge in maniera quasi naturale dal processo di unificazione.
Una caratteristica interessante del gravitone Nexus, e che lo distingue dal gravitone postulato dal modello standard delle particelle elementari, è che non si tratta di una “particella-mediatrice” piuttosto essa induce un moto di rotazione costante su ogni particella che si trova all’interno del suo raggio d’azione. Inoltre, il gravitone Nexus può essere considerato come una sorta di “globulo” dell’energia del vuoto in grado di fondersi o separarsi da altri globuli in un processo simile alla citocinesi della biologia cellulare. Dunque, secondo la teoria, questo processo si manifesterebbe sotto forma di energia oscura e avrebbe luogo in tutto lo spazio.
In conclusione, l’articolo sembra interessante perché tenta comunque di far luce su alcune questioni aperte della fisica che includono, tra l’altro, la descrizione quantistica dei buchi neri. Ad ogni modo, anche se un teorico della gravità quantistica possa trascorrere un anno lavorando su qualche teoria che poi nessuno si aspetta funzioni, le soluzioni proposte da Marongwe apriranno, almeno così spera l’autore, nuove finestre ad una fisica alternativa.
International Journal of Geometric Methods in Modern Physics: Stuart Marongwe – The Schwarzschild solution to the Nexus graviton field