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Titolo: sulla necessita' di quantizzare la gravita'

alla luce delle mie attuali conoscenze, che si fermano con diverse
lacune, alla teoria quantistica dei campi, mi pongo la seguente
domanda:
perche' bisogna quantizzare la gravita'?
sicuramente ci sono diversi buoni motivi, ma ancora non sono riuscito a
darmi una risposta soddisfacente, evidentemente le mie lacune sono
molto lacunose :-)
spero che questa discussione con voi possa chiarirmi le idee.

luxi...@gmail.com
 wrote:

(Premetto che non sono un fisico, e quel poco che conosco al di là degli
studi universitari deriva dalla lettura di qualche articolo divulgativo).
La butto lì, anche se ovviamente la domanda è molto complessa e la mia
risposta purtroppo molto banale, e quindi penso che non sarà comunque
soddisfacente:
è importante riuscire a "quantizzare" la gravità perchè così sarebbe
possibile applicare un unica teoria e tutto il suo (potente) formalismo in
modo coerente ad ogni forma conosciuta di "interazione". La meccanica
quantistica potrebbe spiegare non solo le interazioni dove agiscono la
forza nucleare forte, la forza nucleare debole e la forza elettromagnetica,
ma anche quelle dove agisce la forza gravitazionale, assicurando così un
quadro coerente ed unitario alla dinamica.
Ora, se qualcuno volesse completare quanto ho detto (o correggerlo, se
necessario)...
SW

 perche' bisogna quantizzare la gravita'?
Non e' che sia necessario. Non c'e' una evidenza sperimentale che lo
suggerisca ma solo argomentazioni teoriche.
Giusto oggi e' uscito un preprint di Carlip su 
arxiv.org
 sulla
possibilita' di testare effetti della gravita' sulle funzioni d'onda in
MQ senza averla quantizzata.
Saluti.

 molto lacunose :-)
No, direi che non sia colpa delle tue lacune...
Dire "bisogna" mi sembra decisamente improprio, in quanto (come puoi
vedere nel thread "Teoria del tutto") non ci sono assolutamente ragioni
sperimentali, e non ce ne saranno per un bel po'.
Gli argomenti sono teorici, e potrei riassumerli in due:
a) La RG e' una teoriadi  campo classica, in questo analoga all'e.m.
maxwelliano. Cosi' come la quantizzazione e' stata fatta (e bisognava
farla) per l'e.m., ci si puo' aspettare che anche la RG debba cedere il
passo a una teoria quantistica.
Con la differenza che la scoperta dei fotoni (e tante altre cose)
hanno preceduto di un po' la QED.
b) Il modello cosmologico di "big bang" secondo la RG implica una
singolarita' iniziale. Anzi, la necessita' di una tale singolarita'
sembra inevitabile a prescindere dal modello.
Ma prima di arrivare alla vera e propria singolarita' si raggiungono
condizioni in cui di certo gli effetti quantistici non sono
trascurabili.
Percio' non e' possibile capire l'evoluzione iniziale dell'Universo
senza una teoria quantistica della gravita'.
Per ora mi fermo qui.
 
-- 
Elio Fabri

 in MQ senza averla quantizzata.
Non ho visto questo preprint.
Ma ricordo almeno due esperimenti di diversi anni fa.
Il primo, direi di Zeilinger e coll., usava un interferometro per
neutroni e mostrava la differenza di fase prodotta dalla differenza di
potenziale gravitazionale.
Il secondo, di cui non ricordo gli autori, mi pare mostrasse (sempre
per neutroni) la fprmazione di livelli quantizzati dovuti a un
potenziale gravitazionale.
Dovrei avere da qualche parte il preprint...
 
-- 
Elio Fabri

 Dovrei avere da qualche parte il preprint...
Mi ricordo che anche sul libro di Sakuray e' discusso il ruolo della
gravita' negli esperimenti di interferenza neutronica.
Il preprint di Carlip e Salzman gr-qc/0606120 (che per ora ho solo
sfogliato) mi sembra affronti una tematica diversa, in cui il
potenziale gravitazionale non e' un campo esterno ma dipende dalla
funzione d'onda cosi' che l'equazione di Schroedinger non e' piu'
lineare.

 Saluti.
Ciao
Ma qual e' secondo te il significato logico della quantizzazione?

 Ma qual e' secondo te il significato logico della quantizzazione?
Ciao,
quella che poni e' una domanda difficile perche' ti riferisci al
''significato'' che a mio avviso in fisica e' fornito in maniera
solamente intuitiva e soggettiva dalle relazioni che intercorrono tra
le grandezze con le quali descriviamo i fenomeni.
Provo comunque a risponderti senza svicolare dicendo che di queste cose
i fisici non si devono occupare.
Dal mio punto di vista una teoria fisica, e cosi' la meccanica
quantistica, si fondano su osservazioni sia teoriche che sperimentali
(anche posteriori alla nascita della teoria stessa) ma ritengo che solo
quest'ultime debbano sancire il successo o l'insuccesso (cioe'
l'adeguatezza o meno) di tale costruzione logica.
Il punto e' che questo non basta (ricorda sempre a mio avviso), ad una
teoria e' richiesta anche una certa maneggevolezza, una certa potenza
espressiva in relazione alla nostra capacita' (attuale) di
sperimentazione e di calcolo, e se vuoi anche una certa eleganza basata
sul nostro (attuale) gusto estetico che spesso si fonda sulla richiesta
di sintesi dei fenomeni in poche ed universali asserzioni.
Come vedi questa frase e' farcita di genericita' ed e' del tutto
soggettiva.
Poiche' uno stesso fenomeno fisico puo' essere guardato a diversi
livelli possono esserci diverse teorie che descrivono la fisica, ognuno
ad un dato livello sperimentale e concettuale. La meccanica newtoniana
descrive la meccanica ad un certo livello di distanze, tempi ed
energie; la meccanica quantistica ad un altro.
Ritengo che siano soprattutto, ma non solo, il nostro gusto estetico e
il nostro modo di ragionare per sintesi che ci conducono ad indagare la
relazione tra le teorie formulate a livelli diversi, cioe' a legare
quantita' diverse, e quindi per quello che ho detto all'inizio a ''dare
significato'' alle cose.
Credo dunque che siano la necessita' di sintesi concettuale e la
necessita' di avere un quadro unitario coerente per la descizione dei
fenomeni fisici che forniscono il significato  del procedimento di
''quantizzazione'' dei sistemi classici attraverso il principio di
corrispondenza che ci sta sotto, con la tacita assunzione che il
livello quantistico e' quello  (attualmente considerato) fondamentale.
Spero di non aver divagato troppo e di aver risposto alla tua domanda.
Ciao.


Io ad esempio ti propongo questa serie di passi:
Un sistema dinamico non puo' assumere energia che sia inferiore ad un
certo quantitativo, ne' tantomeno puo' cedere energia.
Ma quanto vale l'energia ceduta al sistema?
Ogni riferimento ne calcola l'ammontare oppure la quantita' di energia
e' un qualcosa che dipende solo dal sistema?
L'energia quindi risulta una quantita' variabile (come le altre...il
tempo e lo spazio) in relazione alle due entita' che entrano in gioco:
il soggetto e l'oggetto di questo scambio.
Ma allora e' possibile che un soggetto del trasferimento energetico
spenda una quantita' di energia diversa da quella recepita
dall'oggetto?
Se cio' avvenisse sarebbe un assurdo. Cosi' vien fuori che se l'energia
si quantizza anche lo spazio e il tempo si quantizzano.
Praticamente sembra che "quantizzandum est!"
Se cio' dipendesse dal fatto che ogni sistema fisico e' una struttura?
Sembra che la quantizzazione sia solo dei micro-corpi, una
caratteristica da addebitarsi al fatto che ci sia un enorme divario tra
i diversi livelli strutturali propri del soggetto e dell'oggetto?
Caratteristica intrinseca di quei corpi?
Io penso che sia la prima.... e cosi' vorrei trovare l'inverso quando
si osserva il macro-sistema.... quale potrebbe essere l'inverso?
Purtroppo di macro-sistema ce n'e' uno solo, mentre di micro-sistemi ce
ne sono tanti...o no?

 ne sono tanti...o no?
Non so se ho capito, comunque il legame tra meccanica  e termodinamica,
cioe' la meccanica statistica si fonda proprio sul fatto che un sistema
macroscopico descritto da poche quantita' termodinamiche e' realizzato
da moltissime configurazioni microscopiche: una conteggio logaritmico
di queste configurazioni e' proporzionale all'entropia del sistema
fisico.

 fisico.
No... non punto in questa direzione.....no; penso al confronto tra le
strutture di diversa complessita'...al modo in cui avviene tale
confronto, non parlo qui di concetti di meccanica statistica....

 wrote in message
news:1151922637.5...@p79g2000cwp.googlegroups.com

Questo mi ricorda fra l'altro dei tentativi di ottenere la legge 
di Titius Bode oppure dati più complessi come le distribuzioni 
di materia su media scala risolvendo problemi agli autovalori 
per equazioni differenziali alle derivate parziali che discendono 
dalle equazioni di Navier Stokes in presenza di un campo di 
interazione newtoniano. Nel risolvere questo tipo di equazioni
si può anche fare ricorso ad una diagrammatica. Qualcosa è 
illustrato da Gallavotti per il caso non gravitazionale. Per 
Titius Bode si ottengono dei risultati, che  in alcuni casi 
sembra che dipendano criticamente da autentiche ipotesi di 
quantizzazione della gravità. Ma i parametri rimangono
tanti e tali da non permettere conclusioni serie. 
L'idea di un'equazione di equazione di Schroedinger
non lineare come conseguenza di una dipendenza del
laplaciano di Beltrami dalla metrica e delle metrica 
dalle fluttuazioni del campo era già un'idea esplorata
da Einstein, che, non soddisfatto, pensava però anche 
ad una estensione unitaria delle equazioni di campo. 
La non linearità fu esplorata, nel dopo guerra,
in varie salse da Heisenberg, 
che però si infischiava di una eventuale origine gravitazionale.
Più recentemene Ghirardi ha costruito una quantità di
argomentazioni basate su questa ipotesi a proposito del
tema fondamentale della riduzione quantistica. Oggi come oggi
però nessuno si meraviglierebbe di trovare effettivamente
correzioni non lineari alle equazioni di Schroedinger, anche 
perchè i fisici della materia hanno nel frattempo sviluppato 
dimestichezza con le nonlinearità delle equazioni di Landau, 
Pitaievsky, Gross. Ed il punto delicato è che già 
il regime asintotico dell'evoluzione temporale di 
sistemi (semplicemente) differenziali conduce a 
strutture gruppali  che sono trattabili con tecniche 
di rinormalizzazione  e quantizzazione di vario genere, 
per tramite delle quali le nonlinearità vengono 
"nascoste" nel procedimento di quantizzazione. 
Il punto in discussione riguarda criticamente
quanto segue: sosteneva Poincaré nel lontano 1910 che una
delle conseguenze più delicate introdotte dalla teoria quantistica 
sarebbe stata la necessità di abbandonare lo schema differenziale
delle equazioni della fisica classica. Poincaré non si pronunciava
granché su quale struttura dovesse prendere il posto dello
schema differenziale, perchè non ne aveva, a suo dire, un'idea
distinta. 
Schroedinger pensò presto ad una
ipotesi di non-linearità da esplorare a partire dalla sua
equazione lineare con soluzioni differenziali, intravedendo
la possibilità che il caso non lineare conducesse a 
cambiamenti di regime dinamico come quelle che sembravano
emergere nella fotoemissione. Gli si opponeva,
in forte dialettica Heisenberg che prese la via di 
introdurre la seconda quantizzazione rinunciando il meno
possibile ai vantaggi della linearità. Da un punto di vista 
più maturo lo stesso Heisenberg si avvide che l'elemento di 
disturbo che lui aveva attribuito alla necessità delle seconda
quantizzazione poteva essere introdotto invece a partire dallo 
schema differenziale ed interviene da sé in caso di non linearità 
per via dei limiti posti al teorema di  unicità delle soluzioni
dal verificarsi di condizioni singolari. 
La problematica si poneva criticamente già 
nell'ottocento, e lo stesso Poincaré lo aveva incontrato 
occupandosi (implicitamente del caos)  della non analiticità 
delle soluzioni di alcuni problemi di meccanica Celeste, senza
giungere a coglierne e svilupparne tutte le implicazioni. 
Sembra sia stato Ettore Maiorana, in Italia, fra i primi a rendersi
conto, pensando alla fisica dei neutrini alla possibilità che
questi acquisissero una massa, in qualità di fermioni per effetto
di una interazione con il campo gravitazionale. 
http://en.wikipedia.org/wiki/Ettore_Majorana
Non so su quali fonti si basino questi autori.
Quello che risulta da stampa è che insieme con Giovanni 
Gentile pubblicò una delle prime  trattazioni italiane 
sulla trattazione  sull'equazione di
Dirac. Lo stesso Gentile in seguito introdusse l'uso
dei quaternioni nella descrizione della struttura del
neutrino. E molti degli articoli che Majorana e Gentile
pubblicarono distintamente risultano inizialmente
concepiti congiuntamente. Così testimoniano ad esempio
questi due autori dell'università di Roma:
http://arxiv.org/PS_cache/physics/pdf/0511/0511222.pdf
che hanno potuto accedere al fondo Majorana che sta a Pisa.
Le idee di Maiorana, trovarono seguito nella teoria delle 
oscillazioni di neutrino di Pontecorvo.
 La profeticità delle idee di Pontecorvo
ha sorpreso non pochi quando nel 1999 si produsse la necessità 
di interpretare i dati raccolti dagli esperimenti di tutti i 
laboratori dal Gran Sasso al Giappone, agli Stati Uniti alla 
Russia, in termini di queste oscillazioni. Se la massa del 
neutrino risultasse confermata e spiegata da una teoria di 
che tiene conto della relatività generale
sarebbe certo l'inizio di un percorso di ricomprensione 
dell'intero edificio della meccanica quantistica e della
relatività su una base fenomenologica 
concreta più solida di quanto sia
avvenuto fino a questo momento. 
Pensieri in libertà. 
 
-- 
Posted via Mailgate.ORG Server - 
http://www.Mailgate.ORG

 Scusami ma non ho capito quasi nulla.
Non ti devi scusare: e' lui che si esprime costituzionalmente in modo
incomprensibile.
Ricordo di averglielo detto tempo fa, ma non e' cambiato niente.
O e' un genio, troppo al di sopra di noi comuni mortali, oppure...
-- 
Elio Fabri