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Titolo: Un dubbio sulla granularità della materia

Salve a tutti,
   mi sono posto questa domanda: viene spontaneo "credere" in una
"particella più piccola di tutte", il vero e proprio atomo. Se la materia
però
fosse realmente discreta e non continua, allora cosa riempirebbe i vuoti?
..
Ennio Conquistacada

 fosse realmente discreta e non continua, allora cosa riempirebbe i vuoti?
che ne dici delle forze di interazione fra i vari costituenti elementari 
che li costringono alle configurazioni che osserviamo?
E' oramai accettato che certe forze si propagano nel vuoto.
Pensa ai pianeti e alla forza di gravita'. Vale lo stesso discorso.
ciaociao
-- 
Toyotoshy
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E se lo spazio fosse discontinuo, e con esso il tempo?
Ci si è mai posti questa domanda?
E che risposte si son date?
-- 
Jenny ti voglio bene e ti amerò per sempre

 E che risposte si son date?
Ad es. la loop quantum gravity tra l'altro risponde anche a questa
domanda, ecco un link alla rassegna di Carlo Rovelli:
http://relativity.livingreviews.org/Articles/lrr-1998-1/
A seguito una parte dell'abstract:
"The problem of finding the quantum theory of the gravitational field,
and thus understanding what is quantum spacetime, is still open.
One of the most active of the current approaches is loop quantum gravity.
Loop quantum gravity is a mathematically well-defined, non-perturbative
and background independent quantization of general relativity, with its
conventional matter couplings. Research in loop quantum gravity today
forms a vast area, ranging from mathematical foundations to physical
applications. Among the most significant results obtained are:
(i) The computation of the physical spectra of geometrical quantities
such as area and volume, which yields quantitative predictions on
Planck-scale physics.
(ii) A derivation of the Bekenstein-Hawking black hole entropy formula.
(iii) An intriguing physical picture of the microstructure of quantum
physical space, characterized by a polymer-like Planck scale discreteness.
This discreteness emerges naturally from the quantum theory and
provides a mathematically well-defined realization of Wheeler's
intuition of a spacetime ``foam''. ..."
Ciao
--
Giorgio Bibbiani

 
http://relativity.livingreviews.org/Articles/lrr-1998-1/
Grazie per il link ma 'un ci ho capito nulla! :D
Non è che potresti spiegarmi, per favore?
Grazie :D


 Non č che potresti spiegarmi, per favore?
Volentieri, pero' considera che le mie conoscenze su questo
argomento sono principalmente a livello divulgativo, e cio' che
segue non si puo' considerare in alcun modo una "spiegazione"
o una rassegna della teoria quantistica della gravita' nella formulazione
a loop, ma solo una dimostrazione di buona volonta' (metto le mani
avanti come quel personaggio pirandelliano :-)
E' noto che in base alla teoria della meccanica quantistica
esistono grandezze fisiche osservabili che, contrariamente al caso
della meccanica classica, possono assumere soltanto o in parte
valori discreti e non continui, un esempio tipico e' quello degli stati
energetici legati dell'atomo di idrogeno che per l'appunto sono
"quantizzati", e una delle prime verifiche della meccanica quantistica
e' stata proprio quella derivante dal confronto tra i valori
energetici dell'atomo di idrogeno calcolati teoricamente e quelli
ricavati sperimentalmente dalle misure spettroscopiche.
La domanda che facevi inizialmente era se lo spazio e il tempo
potessero essere discontinui, in effetti attualmente nel campo
della fisica teorica e' molto attiva la ricerca di una teoria che
permetta di unificare la relativita' generale, che e' una teoria classica
della gravitazione e della dinamica dello spazio-tempo, con la
meccanica quantistica, e ci si potrebbe aspettare che in una
ipotetica futura teoria unificante anche lo spazio-tempo venga
ad assumere una struttura quantizzata.
In base alla loop quantum gravity, che e' una delle teorie
che attualmente competono nella ricerca di questa
unificazione (ma non e' la piu' gettonata :-), lo spaziotempo
deve avere una struttura granulare, in particolare le
dimensioni dello spazio-tempo devono essere quantizzate in
termini di un'unita' minima di lunghezza pari alla lunghezza di Planck
L_p = SQRT(hbar * G / c^3) = 1.6 * 10^-35 m, in cui hbar e' la
costante di Planck/(2 Pi), G e' la costante di gravitazione universale
e c la velocita' della luce nel vuoto.
Quindi esistera' un volume minimo di valore pari a L_p^3
pari a circa 10^-105 m^3, e gli altri valori osservabili del volume
presenteranno uno spettro discreto, cosi come avviene per
i valori energetici dell'atomo di idrogeno, e analogamente per le
aree e i tempi.
Una domanda che sorge spontaneamente e' se questa teoria
consenta di fare delle previsioni verificabili sperimentalmente
che permettano di validarla o in alternativa di falsificarla, di fatto
una conseguenza della loop quantum gravity e' che lo spazio
granulare previsto dalla teoria si comporta come un mezzo dispersivo
relativamente  alla propagazione dei fotoni, che viaggiano con
velocita' diversa a seconda della loro energia, un esperimento
a bordo del satellite GLAST, il cui lancio e' previsto nel 2006,
che comporta la misura dei tempi di arrivo di fotoni di differente
energia emessi nei gamma ray burst, dovrebbe avere sensibilita'
sufficiente per verificare la validita' di questa teoria.
Un articolo divulgativo su Scientific American (a pagamento, tutto su una riga):
02/01/2004   Atoms of Space and Time
http://www.sciamdigital.com/browse.cfm?sequencenameCHAR=item2&methodnameCHAR=res
ource_getitembrowse&interfacenameCHAR=browse.cfm&ISSUEID_CHAR=CA29952C-2B35-221B
-6C8F91F472F302EA&ARTICLEID_CHAR=CA360DDD-2B35-221B-626B8C48CA88F38B&sc=I100322
Due link divulgativi:
http://www.sciam.com/article.cfm?articleID=0007E95C-9597-1DC9-AF71809EC588EEDF
http://www.edge.org/3rd_culture/smolin03/smolin03_index.html
Ciao
--
Giorgio Bibbiani