La spiegazione dei buchi neri risiede nelle dimensioni nascoste dell'universo?

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I ricercatori dell'istituto Max Planck di Potsdam hanno scoperto che delle dimensioni nascoste potrebbero influenzare le onde gravitazionali. Nel paper viene indicato che queste dimensioni extra potrebbero influenzare la distorsione dello spazio-tempo delle onde gravitazionali e vengono analizzati possibili modi per misurarne gli effetti.

Per capire bene di cosa stiamo parlando vi rimandiamo alla news di ieri riguardante la scoperta di un sistema di due buchi neri orbitanti, nel quale viene spiegato il concetto di onda gravitazionale. Riassumendo possiamo dire che ogni oggetto avente massa produce una distorsione dello spazio-tempo che ha un'intensità elevata solo se la quantità di massa è enorme: nel caso dei due buchi neri, ci sarebbe abbastanza massa (15 milioni di volte quella del Sole) da generare onde gravitazionali così intense da essere rilevate dalla terra. Fino ad ora sono state rilevate solamente 3 onde gravitazionali con certezza, grazie ai centri di ricerca LIGO in America e VIRGO in Italia.

Nel paper si parla di dimensioni extra rispetto a quelle concepite (3 dello spazio + 1 del tempo) che in qualche modo dovrebbero influenzare le crepe dello spazio-tempo, un modo come un altro per collegare due teorie che attualmente non si parlano: nel Modello Standard della fisica si parla di particelle piccolissime a distanza molto corta (atomica), ovvero di meccanica quantistica. Gli astrofisici invece hanno a che fare con distanze enormi e masse immense e sfruttano la teoria della relatività generale di Einstein.

Cosa succede quando invece si analizzano masse enormi (buchi neri e stelle) a distanze piccolissime (quelle atomiche)? La teoria della relatività generale di Einstein usata su larga scala (universo) e quella quantistica ottima su piccola scala (atomi) non comunicano fra di loro, sono slegate e questo non ci permette di spiegare tutti i fenomeni come i buchi neri o il Big Bang.

Ci sono altre teorie "emergenti" non ancora dimostrate che cercano il punto di incontro tra il mondo macroscopico e quello microscopico, che hanno l'obiettivo di definire una sorta di gravità quantistica, ovvero la spiegazione della gravità secondo le leggi quantistiche atomiche. Una di queste è la Teoria delle Stringhe che, nonostante voglia essere una Teoria del tutto, non è dimostrata e ne esistono molte varianti: secondo questo modello gli oggetti elementari più piccoli che possiamo concepire sono delle stringhe aventi una dimensione (quindi non punti come in ogni altra teoria fisica), ma che possono assumere anche 6, 10, 26 dimensioni (e altre) a seconda delle varianti che consideriamo.

I fisici hanno cercato queste dimensioni extra oltre alle 4 base (spazio+tempo) al CERN tramite LHC, ma fino ad oggi non è stato ottenuto alcun risultato al riguardo. Gli scienziati si sono già attrezzati per costruire un acceleratore di particelle ancora più grande e potente. Probabilmente però saranno gli strumenti che rilevano le onde gravitazionali ad avere più fortuna nel trovare le prove dell'esistenza di altre dimensioni.

Un'interessante interpretazione della ricerca sulla gravità è la spiegazione che ne dà della sua intensità così bassa: le forze elettromagnetiche e nucleari sono decisamente più grandi e avvertibili rispetto a quella gravitazionale e il motivo risiederebbe nel fatto che quest'ultima interagisce su più dimensioni e non solo su quelle che conosciamo oggi.

L'effetto dell'influenza delle dimensioni extra sulle onde gravitazionali potrebbe essere tale da cambiare il modo in cui allargano e comprimono lo spazio-tempo e sarebbe possibile misurarlo sfruttando sia LIGO che VIRGO contemporaneamente. Un esperimento del genere è già previsto e sarebbe possibile verificare queste supposizioni verso la fine del 2018 e l'inizio del 2019.

FONTE: phys.org
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