Penrose, buchi neri e viaggi nel tempo…e il prossimo Nobel italiano

di Paolo Di Marco

Il Nobel a Roger Penrose è strameritato..ma anche anomalo; in primo luogo perché Penrose è Fisico-matematico geniale, ma non ha un unico contributo ‘straordinario’: l’esistenza dei buchi neri era stata predetta da Schwarzschild già nel 1916, un anno dopo la pubblicazione di Einstein, e Penrose rafforza e generalizza nel ’65 ma non è lo scopritore. D’altro canto Penrose è un teorico a tutto campo, che dà contributi fondamentali in molti campi, ma quasi sempre come battitore libero, che segue strade solitarie e poco frequentate dagli altri, che a volte scoprono e usano i suoi risultati trent’anni dopo. E non ha paura di proporre ipotesi ardite (i suoi cicli cosmologici di ‘Cycles in time’ ad esempio) su cui il resto della comunità resta in perplesso ma rispettoso silenzio.  Ed esce volentieri dai confini strettamente fisici per proporre teorie della coscienza (i microtubuli con entanglement delle ultime pagine di ‘The Road to Reality’ o ‘La mente nuova dell’imperatore’).

Peccato che i suoi libri, nonostante nell’introduzione si vanti di aver fatto capire la matematica ad una zia restìa, siano relegati ad un pubblico assai ristretto: il bellissimo ‘The Road to Reality’ (‘La strada che porta alla realtà’ nella traduzione italiana) dopo pagina 19 (su 1100) richiede una conoscenza della matematica fuori dal curriculum di un normale laureato..per non parlare dei non addetti.

La sua ultima battaglia contro il conformismo lo vede schierato contro quella maggioranza di Fisici che propone la Teoria delle Stringhe come Teoria del Tutto, soluzione al problema dell’unificazione tra Relatività e Quanti; una teoria matematicamente elegante ma totalmente priva di contenuto fisico, inteso come affermazioni che possono ricevere conferma sperimentale. Eppure una teoria che ammalia i Fisici teorici, tanto che l’80% delle cattedre nel mondo sono occupate da stringhisti. Anche se, ricorda Rovelli, il risultato principale dell’esperimento del CERN che ha trovato il bosone di Higgs (the Goddamn Particle) è stato negativo: nessuna traccia di quella supersimmetria su cui l’ipotesi delle stringhe faceva affidamento.

Va detto che in questa campagna Penrose non è solo: Lee Smolin nel suo ‘The Trouble with Physics’ portava argomenti analoghi con toni drammatici, Carlo Rovelli fa la stessa critica. E i problemi di concorrenza (sia Penrose sia Rovelli e Smolin portano aventi ipotesi diverse di Gravità Quantistica) non sono in gioco: piuttosto è il futuro della Fisica in dubbio, stretta nella morsa fra il finanziamento delle sole applicazioni (se si guarda una rivista specializzata come Nature Physics non si trova un solo articolo di teoria) e un ruolo teorico di certa irrilevanza.

Piuttosto è sempre più interessante il percorso della teoria unificata di cui Rovelli è esponente di punta, la Gravità Quantistica a Lacci (Loop Quantum Gravity) e della sua variante cosmologica con la Schiuma di Spin (Spin Foam): non solo ha ottenuto risultati teorici importanti, come calcolare da principi primi la formula di Hawking-Bekenstein sui buchi neri, ma soprattutto si sta avvicinando alla possibilità di verifiche sperimentali, non solo indirette da osservazioni cosmologiche ma con esperimenti da laboratorio (‘tabletop’).

Se ci riuscisse sarebbe un passo da gigante, un rimettere tutta la Fisica sulle sue gambe; e il Nobel a Rovelli (et alii) sarebbe inevitabile.

Un Rovelli che negli ultimi tempi è cresciuto di statura, mostrando un’autorevolezza impressionante: ha sviluppato un’interpretazione relazionale della Fisica quantistica che ne risolve i paradossi e la rende per la prima volta comprensibile (anche se a prezzo di una riduzione delle certezze sulla realtà, che si manifesta come insieme non di oggetti ma di relazioni-in modo molto vicino al pensiero buddista; The Relational Interpretation of Quantum Theory, di cui c’è anche un libretto per tutti, Helgoland).

Ha dimostrato che il viaggio nel tempo è possibile solo nel futuro, in un elegante articolo assai sintetico: 5 pagine…per coincidenza come la tesina della cui stringatezza ero stato orgoglioso quando nel ’70 dimostrai che i viaggi nel tempo erano possibili (cosa che peraltro allora già si sapeva dato che la prima dimostrazione era di Gødel del ’46—-ma i miei mentori di allora lo ignoravano).

Questa autorevolezza lo ha anche portato a dire chiaramente in conferenze pubbliche (visibili sul tubo) che il ‘mistero’ dell’energia oscura è una gran sciocchezza (‘bullshit’ il suo termine) e chi ci ricerca lo fa per bassi interessi: chiamano energia oscura l’entità ‘misteriosa’ che fa espandere l’universo, laddove l’espansione è già compresa nelle equazioni della Relatività.

Ha anche spiegato come si concilia la nostra percezione di un tempo che passa con l’inesistenza del tempo a livello profondo; ma tutto questo non basterebbe per un Nobel (d’altronde ad Einstein non l’hanno mai dato per la Relatività, né Speciale né Generale, ma solo per la spiegazione di un fenomeno allora incompreso, l’effetto fotoelettrico, dando basi teoriche alle prime formule dei quanti).

Ma se si arriva a sperimentare la gravità quantistica, allora tutte le strade sono aperte.

6 pensieri su “Penrose, buchi neri e viaggi nel tempo…e il prossimo Nobel italiano

  1. Val la pena di aggiungere due parole sulla nascita dei buchi neri e il ciclo di vita delle stelle; per gran parte della loro vita sono in equilibrio tra due forze: la gravità che attrae fra di loro gli atomi, la cui risultante è diretta verso il centro, e la pressione verso l’esterno generata dall’energia prodotta dalla fusione degli atomi, all’inizio idrogeno poi man mano elementi più pesanti. Quando il combustibile sta finendo la gravità inizia a prevalere, e man mano la stella si restringe; più il raggio di diminuisce più la gravità aumenta comprimendo gli atomi, eliminando tutti i vuoti fra le particelle costituenti, e in certe condizioni (tra cui una massa iniziale superiore a 3 volte la massa del Sole) vincendo anche la repulsione quantistica (per il principio di indeterminazione se restringiamo la posizione possibile di una particella la sua energia aumenta). A questo punto il collasso è irreversibile a la gravità diventa tanto forte da impedire anche alla luce di uscire (grazie al famoso m= E/c2 anche la luce ha una piccolissima massa equivalente che la fa attirare dalla materia). La stella diventa oscura, un buco nero. Schwarzschild aveva calcolato la possibilità di questo processo, Penrose ne dimostra la necessità.

  2. Quando ho appreso del Nobel a Penrose, da totalmente profano, mi sono detto: vuoi vedere che si sono pentiti di non averlo dato a Stephen Hawking?
    Gradirei una delucidazione.
    Per quanto riguarda la teoria delle stringhe (meglio sarebbe tardurle con “corde”) ricordo che anche Richard Feynman non ne era particolarmente entusiasta.
    In una delle sue ultime interviste si esprime in questo modo: “Non mi piace il fatto che non calcolano alcunché … Non mi piace che non verificano le loro idee … Non mi piace che quando ci sono disaccordi con un esperimento, essi confezionano una spiegazione, un aggiustamento, e poi dire, ‘Beh, potrebbe ancora essere giusta.”

    .

    1. Hawking era grandissimo fisico, ma non è che Penrose gli dovesse niente, anzi, era stato se ben ricordo suo maestro; e la sua fama nell’ambiente è del tutto sua…poi Hawking era personaggio famoso, ma siamo su un altro piano.
      Le stringhe (le traduzioni sono spesso arbitrarie e imprecise, ma in questo caso rendono più l’idea di queste linee ondulate e intrecciate ripetutamente) hanno proprio quel difetto: riescono a fargli allacciare qualsiasi tipo di scarpa, e nessuno li può falsificare; poi in mezzo ci sono anche idee e ricercatori interessanti, ma vanno cercati con la lanterna.

  3. Proprio perché Helgoland è rivolto al “colto e all’inclita” (guarnigione) appare più chiaramente la sua argomentazione scientifica senza fondamento, che non sia quello di una superiorità della conoscenza scientifica raffinata rispetto alla gravezza sensoriale delle umane creature. Ma … visto che nel suo libretto Rovelli dichiara più o meno esplicitamente il suo interesse a sapere, pur commisurando -perchè di questo è avvertito- la sproporzione tra la umana conoscenza e la realtà sostanziale (parente della “essenza” univrsale), in nome di quale sostanza veritativa sarebbe più vera la relazione a-oggettuale rispetto agli oggetti concreti con cui abbiamo quotidianamente a che fare? Certo, egli classifica il nostro mondo di io, oggetti, storia, tempo, materia, come raggruppamenti probabilistici grossolani commisurati alla nostra breve esperienzialità temporale. E come no?
    E tuttavia, sul piano del vero, sarà più vero il suo mondo relazionale -tuttavia già pensato in termini buddisti- del nostro mondo concreto di forze e conflitti?
    Mah! In nome di cosa? Ah già, della scienza.
    D’altra parte, a pensarci, il buddismo della realtà come vacuità, mi riporta alla nostra teologia negativa, in cui il dio impensabile è solo ciò cui non possiamo attribuire.
    La compassione buddista, contemporaneamente, è quello che noi chiamiamo grazia, caris, i fratelli di papa Francesco.
    Con la piccola aggiunta, ma questo è ben altro piano del discorso, che mancano le sorelle, che sono quelle che i figli, materiali e mortali (e forse, soggetti a salvezza) li fanno.

  4. rotazioni?

    Dissi alla Notte ch’era un inganno degli umani e che nessun infinito
    la contemplava nella sua rotazione… non esisteva il suo contrario.
    E il sole col suo corteo invano rotava torno ad una galassia che girava…
    che girava senza sapere nulla della sua direzione e destinazione.

    Me ne andavo rotando come l’infinito senza sapere nulla di se stesso.
    Il mio Io non aveva senso in tutti i corpi in movimento. Invano clemente
    a un qualcosa – a un non so: a chi e dove – mentre ogni corpo intorno mi rigirava
    e questo rotava a un fittizio centro, e questo ancora a un principio inesistente.

    Davvero era un naufragio di ogni cosa in moto e nulla di amaro e dolce
    avvolgeva la mia mente, come tutte le dimensioni erano e non erano,
    avevano e non avevano… non una base dove poggiare i piedi erranti
    e nemmeno occhi con cui mirare un limite che s’allontanava indefinito.

    Partecipavo indolente, non rassegnato, alla fuga dei corpi in ogni dove,
    non tradotto ero distante e vicino ad ogni corpo, celeste non so dire
    sempre, e la storia? E il tempo era solo un appendice o un nulla
    legato ai luoghi che mi segnavano il passo ad ogni svolta, e al tutto indifferenti.

    Umano, troppo umano, disumano, inumano ecc. … di queste parole non avevo
    bisogno, e mai udite anche nei ricordi più segreti, come ogni divinità mi si presentava
    inutile vestita di simulacri e miti! Ero slegato da tutti i tempi calcolati e non sapevo
    le loro significanze e i riti, e vagavo in ogni dove inosservabile e non eletto, e senza rote

    Antonio Sagredo

    Maruggio-Campomarino, 10 agosto 2020

  5. …magnifici questi versi di Sagredo poiche’ danno alla distanza fra i terrestri e chi non vuol piu’ saperne della Terra un valore assoluto e definitivo, sprcialmente l’ultima strofa da’ l’esatta differenza fra lo scenziato e il poeta… e questo fa meno dei calcoli sistemici e degli insiemi… si e’ distanziato sufficientemente per affermare la personale valenza : non ha piu’ senso (mai c’e’ stato) un qualsiasi ente superiore , insomma il miracolo della Poesia si e’ compiuto- adesso e’ necessario condurre tutti i poeti futuri fuori da qualsiasi galassia..
    la Terra non e’ un wualcosa di cuo bisogna tenere conto piu’ del dpvuto. Mi pare questo una sortaa di una nuova e diversa dimensione cui vuole tradurci Sagredo.

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