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Titolo: Curiosità sulle teorie della gravità

Ciao a tutti
Mi sono letto (abbastanza distrattamente) l'opuscolo sul big-bang 
allegato alle "Scienze" di luglio.
Mi è sorta una curiosità: la teoria della relatività generale di Einstein 
mi pare ormai straprovata da quasi tutte le verifiche sperimentali 
messe in atto (e, anzi, mi pare che orma alcune sue previsioni 
vengano "verificate" più con l'intento di verificare la nostra capacità di 
verificarle che non per contestare la teoria stessa). Le teorie 
concorrenti (universo a 11 dimensioni, teoria delle stringhe e 
compagnia bella) che previsioni sperimentali hanno prodotto per 
essere verificate? E se le hanno prodotte sono state poi 
effettivamente verificate?
Chiedo perché a un profano come me sono sembrate più che altro un 
sacco di chiacchiere interessanti (per e tra specialisti) in attesa di 
trovare una teoria più definita e "digeribile"...  E' così o sono troppo 
pessimista?
Grazie per l'attenzione e buone vacanze! :-)
Piercarlo
-- 
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Il vero grande problema che la teoria delle stringhe cerca di risolvere è la
incompatibilità teorica fra la relatività generale e la meccanica
quantistica.
Entrambe le teorie sono estremamente predittive e dispongono di verifiche
sperimentali a tutti gli ordini di grandezza a noi accessibili in questo
momento, quindi il problema da risolvere non è tanto quello di trovare una
teoria alternativa alla relatività generale, quanto quello di trovare una
teoria compatibile sia con la relatività generale che con la mecanica
quantistica.
La teoria di stringa tenta di risolvere questo problema (e non è
"concorrente" alla relatività generale, almeno non in senso stretto).
Ciao,
    KV

 troppo pessimista?
La domanda e' interessante, ma anche piuttosto complicata, e non se
sapro' darti una risposta sintetica e comprensibile...
Occorre in primo luogo distinguere le prove in diversi ambiti:
- sistema solare
- galassia
- universo.
Quanto al sistema solare, efettivamente la RG e' verificata molto
bene, anche se gli effetti che prevede sono sempre assai piccoli.
Quando si passa alla galassia, la verifica migliore e' data dai sistemi
binari di stelle di neutroni.
Cominciamo pero' ad avere due problemi: buchi neri e onde
gravitazionali.
Sulle o.g. esistono forti prove, ma indirette: la rivelazione diretta
non e' ancora stata possibile. Credo che la gran parte dei fisici
siano convinti che le o.g. esistono come prevede la teoria, ma la
rivelazione diretta sara' quella che tagliera' la testa al toro.
Buchi neri: oggi ci sono buone evidenze che al centro di ogni galassia
debba esserci un buco nero, piu' o meno grande e piu' o meno attivo.
Anche nella nostra galassia: ne e'anche stata stimata la massa, pari
a due milioni di masse solari.
Pero' anche qui si tratta di prove piuttosto indirette.
Passando all'universo, oltre ai buchi neri cui ho gia' accennato, sono
stati scoperti numerosi esempi di lenti gravitazionali, e anche questi
confermano la RG.
Dopo di che si passa alla cosmologia, e qui le cose si complicano.
Si complicano perche' non abbiamo piu' a che fare con la RG pura e
semplice, per cui tutte le prove e i modelli debbono includere altri
aspetti, come la formazione degli elementi piu pesanti dell'idrogeno,
il meccanismo che ha prodotto la radiazione di fondo e le sue
fluttuazioni (oggi osservate con notevole accuratezza), ecc.
Quindi le conferme che abbiamo non riguardano (in bene e in male) solo
la RG. E lo stesso vale per i problemi aperti. Te ne ricordo qualcuno:
- l'ipotesi dell'inflazione, che e' stata introdotta per spiegare
alcuni aspetti che altrimenti non tornerebbero
- il problema della materia oscura
- la cosidetta "energia oscura".
Non sappiamo se questi probemi aperti siano difetti della RG o invece
riguardino le proprieta' della materia che costituisce l'universo;
quindi non saprei se metterli come problemi della RG.
Per finire: le "teorie alternative".
Quelle teorie mirano a risolvere un problema esclusivamente teorico,
che forse e' anche difficile far intuire a un profano.
Il problema e' che la RG non considera effetti quantistici, che pure
in certe condizioni estreme (per es. in prossimita' del big bang)
dovrebbero essere importanti.
Le teorie (stringhe ecc.) vorrebbero appunto effettuare l'unificazione
tra RG e MQ; solo che da una parte non ci sono chiari motivi nei fatti
coosciuti che richiedano correzioni o modifiche alla RG; dall'altra le
teorie proposte sono assai lontane dal poter essere messe alla prova
sperimentale.
In un certo senso sono delle fughe in avanti: forse tra 20 o 50 anni
sara' possibile capire se avevano senso...
 
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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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 quantistica.
(...)
Leggo le vostre risposte ormai a fine ferie (in cui ero da tutt'altra
parte, 
eh, eh, eh!) e ringrazio sia te che Elio Fabri; quantomeno mi avete 
confermato l'impressione che teorie delle stringhe e affini sono 
ancora "piatti in cottura",  di cui viene fatto sentire l'odore in giro ma 
che non sono ancora pronti per essere serviti in tavola.
Non rimane, come dice Elio, che attendere il tempo dovuto in cui le 
cose saranno finalmente un po' più chiare... Spero di arrivarci vecchio 
ma vivo... :-)
Per il momento buon proseguimento di ferie a tutti! :-)
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