domenica, giugno 14, 2015

L'Universo allo specchio

Una palla che girando su se stessa cade dall'alto, il rimbalzo sul pavimento con la sfera che va in direzione sinistra, un altro rimbalzo nella stessa direzione e cosi via fino all'arresto completo; un breve filmato che potremmo utilizzare per spiegare come il disordine fisico, od entropia, aumenta in modo continuo in questo universo, ed anche con un pavimento elastico ed una palla leggera, l'energia dispersa da ogni rimbalzo avrà in qualche modo aumentato il disordine di questa realtà, tanto è che la palla e destinata a fermarsi.


Ci sono pero' altri fenomeni che potremmo osservare prendendo il filmato della palla come esempio ed uno di questi riguarda la simmetria;  se ribaltiamo la pellicola possiamo riprodurla come se fosse ripresa ad uno specchio, la sinistra prende il posto della destra ma tutto procede come prima: la stessa caduta con la palla che ruota in senso opposto, lo stesso rimbalzo ma questa volta in direzione destra, l'arresto nello stesso preciso istante. Non è solo un trucco da registi perché se vogliamo possiamo riprodurre realmente lo stesso fenomeno scambiando la destra con la sinistra ottenendo lo stesso risultato del filmato, due realtà identiche ma simmetricamente opposte; in fisica si dice che la parità è rispettata e quindi che le leggi fisiche sono invarianti rispetto a traslazioni nello spazio. Per esempio eseguire un esperimento in laboratorio con un laser rivolto verso est, verso ovest, ma anche verso nord o sud deve dare sempre lo stesso risultato, e fino al 1954 praticamente tutti gli scienziati erano convinti che questa regola di invarianza valesse per qualsiasi fenomeno.


Ma continuiamo a giocare con la palla: dovremmo ormai sapere, per lo meno avendo visto o letto "Angeli e Demoni" di Dan Brown, che esiste una forma speculare di materia che è identica a quella che ci compone ma che ha cariche elettriche opposte, l'antimateria appunto, e se potessimo girare un filmato con una palla uguale alla precedente ma composta di antiparticelle, guardando il video non potremmo distinguerlo da quello originale. I fisici in questo caso dicono che le leggi fisiche sono invarianti rispetto alla carica (intendendo quella elettrica), o almeno lo potevano dire fino al 1967.

Un ultimo giochino col filmato originale: proiettiamo il video dalla fine invertendo la sequenza degli avvenimenti; osserviamo la palla che da ferma inizia a compiere rimbalzi sempre più alti fino a schizzare verso l'alto negli istanti esatti in cui cio' accadeva nella direzione corretta. Niente di strano infatti, perché di moviole al contrario ne abbiamo viste molte, anche se nella realtà riprodurre un esperimento col tempo che scorre dal futuro al passato non è possibile: si possono pero' indirettamente misurare i tempi in cui fenomeni fisici invertibili rispetto al tempo avvengono e gli studiosi dicono che le leggi della fisica sono invarianti rispetto alla direzione del tempo. Od almeno lo dicevano fino agli anni 70 ed hanno osservato il contrario nel 1998.

Ma c'è qualcosa di cui ancora oggi i fisici sono convinti? Esiste un pilastro, un fulcro rispetto il quale la simmetria ci puo' dare informazioni credibili su di un universo che predilige la sinistra o la materia rispetto alla dritta ed alla antimateria, ed in cui i fenomeni cambiano rispetto alla direzione del tempo?
Precisiamo che queste asimmetrie sono minuscole e per quanto ne sappiamo coinvolgono solo alcuni fenomeni legati alle interazioni deboli (le radiazioni) e che quindi ai nostri occhi il mondo con le sue leggi risulta molto simmetrico; sono invece proprio le asimmetrie che potrebbero spiegare il perché l'universo esista in questa forma e come mai il tempo scorra nella direzione che osserviamo.
Se in un primo tempo gli studiosi avevano creduto che almeno la simmetria composta da CP (carica+parità) potesse essere conservata hanno dovuto poi ricredersi per prendere a baluardo la simmetria CPT (carica, parità, tempo).
Tornando alla palla, rispetto alla simmetria possiamo dire ad oggi che le leggi della fisica si conservano (rispetto al nostro filmato iniziale della palla che cade) in una situazione in cui una palla di antimateria che ruota in direzione opposta viene fatta rotolare all'indietro nel tempo: semplice no!!!



Posta un commento