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29.08.2019

La simmetria. Un’idea semplice dietro le più grandi scoperte di Einstein

 

 

 

Tendenzialmente, pensiamo alle cose, e non alle relazioni, come cuore della realtà.

Molto spesso, però, è vero proprio l’opposto. Per citare Stephon Alexander, fisico teorico della Brown University di Providence, “non sono le cose”.

Einstein ha dimostrato che è vero anche per “cose” come il tempo e lo spazio, aspetti della natura considerati per anni stabili e immutevoli. E’ la relazione tra lo spazio e il tempo che rimane invariata, anche se lo spazio si contrae e il tempo si dilata. Come per la materia e l’energia, lo spazio e il tempo sono meno fondamentali delle relazioni tra di loro.

Einstein ha avuto la grandi intuizione che lo spazio e il tempo sono costituiti dalle relazioni tra le cose che succedono. E la relazione l’eredità del grande scienziato è la simmetria. I fisici spesso descrivono le simmetrie come cambiamenti che in realtà non modificano nulla, differenze che non fanno la differenza, variazioni che lasciano invariati i rapporti profondi tra le cose.

Ed Einstein ha applicato questo concetto in molti dei suoi studi.

 

Luce

La velocità della luce non è nient’altro che la manifestazione misurabile della relazione simmetrica tra il campo elettrico e il campo magnetico.

 

Gravità

Ponendo al centro dei suoi pensieri la simmetria, Einstein è anche riuscito a includere la gravità all’interno della sua teoria, che inizialmente non poteva essere applicata ad oggetti che si muovono con moto accelerato, come un corpo che cade verso la Terra.

Ha dimostrato che la gravità è la curvatura dello spazio-tempo, creata da un oggetto massivo come la Terra.

 

Materia

Dopo Einstein, la spinta data dal concetto di simmetria è diventata ancora più potente. Il fisico Paul Dirac, cercando di rendere la meccanica quantistica compatibile con i requisiti di simmetria della relatività speciale, individuò un segno “meno” in un’equazione. Fu questo a suggerirgli che deve esistere l’antimateria per bilanciare le cose.

 

Simmetrie rotte

La simmetria ha indicato ai fisici la via per due delle principali scoperte degli scorsi anni, il bosone di Higgs  e le onde gravitazionali.

In alcuni casi, tuttavia, le simmetrie alla base delle leggi della natura sembrano essere rotte nella realtà. Le leggi della natura obbediscono a una simmetria, ma la soluzione a cui noi siamo interessati no.

 

 

Fonte: The Simple Idea Behind Einstein’s Greatest Discoveries, Quantamagazine

 

Scienza&Arte

I segreti dell’Universo sono ancora tanti, e per spiegarne la meraviglia la scienza non sempre è sufficiente. Rebecca Elson è stata un’astronoma e poetessa canadese che lo ha celebrato in uno splendido componimento intitolato “Explaining Relativity”.

 

EXPLAINING RELATIVITY
by Rebecca Elson

Forget the clatter of ballistics,
The monologue of falling stones,
The sharp vectors
And the stiff numbered grids.

It’s so much more a thing of pliancy, persuasion,
Where space might cup itself around a planet
Like your palm around a stone,

Where you, yourself the planet,
Caught up in some geodesic dream,
Might wake to feel it enfold your weight
And know there is, in fact, no falling.

It is this, and the existence of limits.

 

Nell’edizione di quest’anno di Universe in Verse, la celebrazione annuale di poesia a carattere scientifico, il cosmologo e sassofonista jazz Stephon Alexander, ha interpretato la poesia, a conferma del fatto che il suo grande talento scientifico è accompagnato da un talento analogo per l’arte.

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