Ho sentito che in America alcuni scienziati vogliono riprodurre il Big Bang compresi i primi istanti successivi ad esso. A prima vista mi è sembrato un esperimento intelligente e rivoluzionario, ma ho cambiato idea quando hanno detto che c’è il rischio che si formi un buco nero. Conoscendo un po’ di astrofisica sono cosciente del pericolo a cui si va incontro. Non si potrebbe evitare l’esperimento o perlomeno ridurre il rischio?

Recentemente ho letto un articolo in cui viene spiegato che il gravitone, la particella responsabile dell’ interazione gravitazionale, dovrebbe trarre la propria energia, non dallo spazio-tempo, ma da una ipotetica quinta dimensione situata “all’ esterno”. Mi piacerebbe avere maggiori chiarimenti in merito a questa teoria. Vorrei inoltre chiedervi qual’ è la relazione fra questa nuova dimensione aggiuntiva e il cosiddetto tempo immaginario, teorizzato dal celebre fisico Stephen Hawking

Vi sarei grato se mi voleste spiegare quale fu la sequenza di ragionamenti che indusse i fisici, all’epoca dell’esperimento di Michelson e Morley (quindi ben dopo la scoperta delle equazioni di Maxwell), a ritenere che ci si doveva aspettare che la luce viaggiasse alla velocità c – v nel senso del moto terrestre, e c+v in senso contrario. Mi sembra che, se in conseguenza delle equazioni di Maxwell (1) la velocità della luce era sempre la stessa in qualunque sistema di riferimento e (2) ciò implicava la non applicabilità della composizione delle velocità per i fenomeni e.m., essendo l’etere presente anche nel laboratorio, anche lì ci si doveva aspettare la velocità c in qualunque direzione e con qualunque velocità v del laboratorio.

Le vorrei porre una domanda sulla relatività particolare. Considerando che due diversi osservatori che guardano due diversi eventi in A e in B ma che fra loro hanno velocità diverse non saranno d’accordo sulla misura dello spazio e del tempo di quegli eventi, ma entrambi concorderanno sull`INTERVALLO, che è uguale per tutti gli osservatori. Mi potrebbe fare un esempio numerico di detto INTERVALLO con due o più osservatori?

Dappertutto trovo scritto che, essendo l’universo una somma di sistemi irreversibili, per il secondo principio della termodinamica esso in realtà non potrebbe essere un esempio di moto perpetuo essendo che per via degli attriti parte dell’energia meccanica si convertirebbe in energia calorica e non sarebbe mai interamente recuperabile. Quello che mi chiedo è però, supponendo che nell’universo ci sia abbastanza materia e che quindi prima o poi esso imploda di nuovo su se stesso (accettando la teoria del Big Bang), l’energia calorica dispersa nel corso della sua vita non dovrebbe forse implodere anch’essa con lui e quindi in qualche modo risultare riutilizzabile? Non è insomma possibile che l’universo sia nel suo insieme l’unico caso di sistema reversibile pur essendo esso stesso formato da infiniti sistemi irreversibili?

Stabilito che vi è differenza oggettiva fra un corpo soggetto a gravitazione (p. es. in un campo gravitazionale dovuto ad una massa planetaria) e un altro soggetto ad accelerazione in un sistema non inerziale (p. es. l’ascensore accelerato di Einstein); stabilito che questa differenza è dovuta ai residui di gravità esistenti al di fuori del punto considerato (validità locale del principio di equivalenza); può tale differenza comportare effetti misurabili o comunque macroscopici in un organismo vivente (p. es. un uomo) composto di particelle che risentono evidentemente della differente situazione locale? Gli stessi criteri sono applicabili nel caso di un corpo in stato di imponderabilità (in orbita intorno ad un pianeta) e in assenza di gravità (in un sistema inerziale lontano da ogni massa planetaria). Anche in questo caso dovrebbero esserci differenze misurabili. O no? Che può dire a tal proposito un fisico dello stato solido? La domanda è suggerita da una discussione avvenuta su alcune ipotesi di A.J. Legget suffragate da altre avanzate da T. Regge. La risposta potrebbe essere utile per uno scritto riguardante la permanenza umana prolungata nello spazio. Non sono un fisico e non sono sicuro di aver posto correttamente la domanda ma spero si capisca lo stesso quale sia il problema. Vi ringrazio anticipatamente.

La gravità viene definita come una forza, insieme alla forza elettromagnetica ed alle interazioni nucleari forte e debole, e mediata da un quanto, il “gravitone”, che si cerca di identificare. La gravità viene definita anche come una caratteristica dello spazio, curvato dalla massa. Domanda1) Le due descrizioni sono alternative o si completano a vicenda? Domanda 2) Se la gravità viene mediata da un quanto come può agire questo in presenza di un buco nero dal quale nulla può uscire perché dovrebbe raggioungere una velocità superiore a quella della luce?

A) Da molto tempo sto cercando di conoscere senza esito, che valore ha il più intenso campo gravitazionale del più denso buco nero; e se esiste un limite teorico. Cosa succederebbe se due ipotetici buchi neri di massima densità cadono l’uno su l’altro, si avvicinerebbero alla velocità della luce? Se si, ci sarebbe un ulteriore aumento di massa e quindi di densità, si può innescare un effetto valanga? E con quali risultati? B) In riferimento alla questione di come un gravitone particella messaggera del campo gravitazionale possa fuggire da un buco nero; potrebbe essere per analogia, almeno in linea teorica, valido ciò che accade nell’interazione elettromagnetica? Ossia la particella messagera delle cariche elettriche,si dice sia il fotone (con quali meccanismi sinceramente non mi è chiaro) che non interagisce con i campi elettrici stessi essendo il fotone privo di carica. Così il gravitone in qualità di mediatore del campo gravitazionale potrebbe non essere attratto dal campo gravitazionale stesso, magari perchè privo realmente di massa? Se così fosse è facile immaginare come possa fuggire da un buco nero e perché è tanto difficile osservarlo.

Da un libro di fisica traggo un esercizio svolto sulla contrazione relativistica subita dal “Concorde” (lunghezza propria L0 = 62.2 m) alla velocità di crociera v = 670 m/s. Si ha: L = L0 . SQRT(1 – v2 / c2) = L0 . SQRT(1 – (670 / 3 . 108)2) = L0 . SQRT(1 – 4.99 . 10-12) = L0 Giustamente l’autore dice: “utilizzando il numero di cifre significative con cui si conoscono L0 e v (soltanto tre), L ed L0 risultano identici e quindi la contrazione delle lunghezze non è osservabile”. Quindi l’autore prosegue: “Per curiosità possiamo esaminare cosa accade considerando L0 e v come numeri esatti, con infinite cifre decimali. In tal caso la radice quadrata che compare nella formula precedente vale circa 1 – 2.5 . 10-12, per cui il “Concorde” in volo si è contratto circa di 1.6 . 10-10 m, un valore più o meno pari al diametro di un atomo di carbonio”. Vi prego cortesemente di spiegarmi quest’ultimo intero periodo.