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La Fisica del Nulla - Libro

La strana storia dello spazio vuoto

James Owen Weatherall




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Descrizione


Per quanto strano possa sembrare, il «nulla» è «qualcosa». Lo spazio vuoto è pieno...

«Perché c'è qualcosa anziché il nulla?» Questa antica domanda, ripresa molte volte nel corso della storia da tanti filosofi e pensatori, ci impone di meditare su quella che sembra essere in assoluto la più profonda di tutte le questioni, la distinzione tra essere e non-essere, tra ciò che esiste e il nulla, il punto da cui tutto il resto deriva.

Nelle mani di un fisico, però, la domanda assume un valore del tutto inaspettato, come si vede leggendo questo splendido, coinvolgente, intenso, breve libro.

Per Newton e la sua legge di gravitazione universale era necessario che esistesse a priori uno «spazio», un palcoscenico dentro il quale si sviluppasse il dramma della materia e delle sue leggi. Questo spazio era di per sé teoricamente «vuoto», e veniva riempito dai corpi fisici, che subivano «forze», la cui natura non era specificata anche se erano quantificate con precisione. Proprio su questo ci fu un famoso e lungo contenzioso tra lui e Leibniz, e da quella polemica nacquero i primi problemi - filosofici e fisici, a un tempo - sul concetto stesso di spazio.

Con Maxwell, molti anni dopo, le cose si fecero oltremodo problematiche, dal momento che la nascita del «campo elettromagnetico» riempiva lo spazio «vuoto» di «qualcosa». Qualcosa che non era l'etere, come inizialmente qualcuno aveva proposto. Il concetto di vuoto perdeva effettivamente di significato: se ci passa la luce anche in assenza di atomi, «qualcosa» doveva esserci.

Le cose peggiorano radicalmente con Einstein e il suo spazio-tempo curvo, nel quale la trama stessa della realtà si deformava in risposta alle masse presenti nello spazio-tempo; ed è difficile curvare qualcosa che non c'è.

Il colpo di grazia all'idea stessa di vuoto lo ha dato infine la meccanica quantistica, specie con la teoria quantistica dei campi, nella quale il vuoto diventa in effetti (e non può essere altrimenti) un luogo piuttosto vivace: particelle che compaiono e scompaiono in una schiuma quantistica in continua effervescenza, senza la quale il mondo non esisterebbe.

Una cosa così apparentemente semplice, come il nulla, si è rivelata essere - con le sue contraddizioni - una delle principali chiavi di lettura della realtà.

«Le teorie che ho discusso in questo libro - la meccanica di Newton, l'elettromagnetismo di Maxwell, la teoria della relatività di Einstein e la teoria quantistica dei campi - propongono concezioni radicalmente differenti non solo dell'aspetto che avrebbe il mondo se non ci fosse dentro nulla, ma anche del significato stesso della parola nulla».

EditoreBollati Boringhieri
Data pubblicazioneAprile 2017
FormatoLibro - Pag 186 - 14.5 x 21 cm - cartonato
Note

Con sovracoperta

Lo trovi in#Biologia, Fisica e Matematica

Estratto dal libro

- Una bottiglia vuota è «vuota»? Dentro non c'è niente, vero?

Per secoli gli uomini hanno risposto così. Tuttavia, già nell'antichità si sapeva che in effetti dentro c'è dell'aria, e dunque non è proprio vero che è «vuota»: qualcosa c'è.

- Certo. Allora prendiamo la bottiglia e togliamole l'aria da dentro, magari con una pompa meccanica per creare il vuoto. Ora è vuota, no?

Non c'è più l'aria, non ci sono più atomi, ma se la guardiamo controluce vediamo che i raggi luminosi ci passano attraverso, e i raggi luminosi sono ben «qualcosa», e quel qualcosa si trova dentro la nostra bottiglia. Che quindi non è ancora «vuota».

- Sì, d'accordo. Mettiamola al buio allora.

Niente da fare: ci passano le onde radio, i raggi cosmici ecc. ecc.

-Va bene! Schermiamola in qualche modo!

Schermala quanto vuoi, ma al suo interno ci sarà sempre il campo gravitazionale terrestre, che pure è «qualcosa». Ancora non è vero che la bottiglia non contiene «niente».

- Ora basta ! Portiamo la bottiglia (schermata per bene) nello spazio profondo, lontana dalle influenze di qualsiasi corpo celeste. Ora sarà vuota per forza ! Dentro non c'è niente di niente! Il nulla!

Nient'affatto... La fisica quantistica dice che dentro in effetti c'è una effervescente e attivissima schiuma quantistica, con particelle che vanno e vengono. E ha ottime ragioni per sostenerlo.

Dicono del libro

«L'erudizione è altissima... un libro utile, educativo e divertente».
Matthew Stanley, New York University

«Weatherall spiega in modo molto accessibile, comprensibile e chiaro tutto quello che volevi sapere, ma avevi paura di chiedere, sul nulla (il vuoto quantistico)».
Priyamvada Natarajan, astrofisica teorica e autrice di L'esplorazione dell'universo

«La scienza progredisce, ma le parole che usiamo per parlare del mondo - frasi come «spazio vuoto» — spesso rimangono uguali. James Owen Weatherall racconta l'affascinante storia di come la nostra concezione del nulla sia cambiata nel corso dei secoli, fino ad arrivare alla moderna teoria quantistica dei campi e alla gravità quantistica».
Sean Carroll, autore di Dall'eternità a qui

«Una combinazione unica di conoscenza, affidabilità e ironia: un piacere da leggere per i lettori e una fonte preziosa per scienziati e filosofi».
Carlo Rovelli, autore di Sette brevi lezioni di fisica

James Owen Weatherall

James Owen Weatherall, fisico, filosofo e matematico, è docente di Logica e Filosofia della Scienza alla University of California, presso Irvine. Nella stessa istituzione è anche membro dell'lnstitute for Mathematica! Behavioral Science.  Leggi di più...


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