Il vicolo cieco

È possibile che la fisica entri in un vicolo cieco?

In caso affermativo, come può uscirne?

Approfondisco qui di seguito le criticità e la possibile soluzione delle quali ho parlato nell’articolo “La nuova fisica”.[1]

 

 

I PROBLEMI ANCORA IRRISOLTI

 

Sebbene siano passati quasi quattro anni dalla pubblicazione di “La nuova fisica”, le criticità lì messe in luce non hanno ancora una soluzione.

 

Il primo grave problema è nella fisica cosmologica.

Infatti, a oggi non sono ancora a conoscenza di una spiegazione di come funzioni tecnicamente la forza di gravità.[2]

Questa mancata spiegazione è particolarmente grave perché la forza di gravità viene usata per elaborare il modello di universo oggi più accreditato.[3]

Come è possibile usare la forza di gravità per elaborare un modello di universo, se non si conosce come funziona tecnicamente la forza di gravità?

 

Un altro grave problema è nella fisica delle particelle sub-atomiche.

Il modello così detto standard comprende le interazioni forte, elettromagnetica e debole, ma non l’interazione gravitazionale.[4]

Se la fisica è la scienza che studia il comportamento della materia e l’interazione gravitazionale è un dato di fatto del comportamento della materia – acquisito anche nel sapere dei non fisici -, come si può accogliere un modello delle particelle sub-atomiche e delle interazioni fondamentali che escluda l’interazione gravitazionale?

 

Il terzo grave problema riguarda la fisica fondamentale.

Non sono a conoscenza di una spiegazione del perché il campo del bosone di Higgs, nel vuoto – cioè in stato di non eccitazione –, abbia un valore di 250 GeV.[5] [6]

Questa mancata spiegazione è assai rilevante se si pensa che il bosone di Higgs dovrebbe essere la particella sub-atomica che conferisce la massa alle particelle elementari, ovvero, dà consistenza alla materia.[7]

Come si può sostenere che il bosone di Higgs sia la particella sub-atomica che conferisce la massa alle particelle elementari se non si conoscono la natura fisica e il funzionamento tecnico del bosone di Higgs?

 

Il quarto grave problema è nella coerenza tra le affermazioni della fisica in due campi diversi.

Il citato valore del campo del bosone di Higgs è un ostacolo alla elaborazione di un modello fisico-matematico che possa descrivere la gravità in maniera compatibile con la meccanica quantistica.

Il problema che emerge da questi dati può essere spiegato nei termini seguenti: è come comparare un elefante (la gravità) con una cellula umana (la fisica quantistica).

Per tenerli in equilibrio ci vorrebbe una leva nella quale il fulcro disti dall’elefante quanto una cellula umana e la cellula umana disti dal fulcro quanto la distanza che c’è tra il Sole e Plutone.[8]

 

 

LA GRAVITA’ DEL PROBLEMA

 

Attenzione, non sto dicendo che è sbagliato formulare delle teorie che spieghino più eventi della fisica.

Sto dicendo che è sbagliato farlo senza avere prima consolidato scientificamente le basi sulle quali quelle teorie poggiano.

 

Agendo in questo modo infatti, anche se si giunge a fare nuove scoperte, vi sono due problemi.

Primo, si è portati a leggere le nuove scoperte nel modo utile a confermare l’ipotesi.

La mancanza di una base scientificamente consolidata impedisce di confutare questa lettura.

Secondo, non si possono fare delle affermazioni tra loro congruenti.

La mancanza di una base scientificamente consolidata fa in modo che le nuove affermazioni contrastino con quello che già si conosce al punto che esse non sono un progresso nel sapere, ma delle affermazioni paradossali.

 

È il caso dei problemi che ho poc’anzi esposto.

Prendiamo il primo problema.

Chi può confutare un modello di universo basato sull’interazione gravitazionale se nessuno conosce il funzionamento tecnico dell’interazione gravitazionale?

Prendiamo il secondo problema.

Come ho detto poc’anzi, come si può accogliere un modello delle particelle sub-atomiche e delle interazioni fondamentali che escluda l’interazione gravitazionale?

 

 

LA RADICE DELL’ERRORE

 

Salvo errori od omissioni da parte mia, i problemi che ho ora esposto sono di una gravità tale da meritare una pausa di riflessione da parte di tutti gli addetti ai lavori.

 

Non ritengo possibile che studenti, laureati, dottorandi, ricercatori, professori e premi Nobel nel campo della fisica non si rendano conto che i problemi che ho ora esposto minano la congruenza delle affermazioni della fisica.

 

La mia opinione è che i soggetti ora elencati siano vittime della loro stessa passione per la fisica.

Mi spiego meglio.

 

Un essere umano non è una macchina.

La possibile conquista di nuovo sapere con la notorietà che essa comporta provoca nel cervello umano uno stato eccitazione che dà un senso di grande benessere.

Questo stato si alimenta di se stesso.

Si rimane eccitati se si continua a svolgere l’attività eccitante.

Al contrario, consolidare scientificamente il terreno sul quale le teorie si poggiano è un’attività necessaria, ma non è un’attività eccitante.

 

È possibile che il desiderio di conoscere e di scoprire – molla del progresso del sapere in tutti i campi – abbia eccitato gli addetti ai lavori nella fisica al punto tale da portarli a compiere il passo più lungo della gamba: fare delle affermazioni senza avere prima consolidato con metodo scientifico le basi sulle quali quelle affermazioni poggiano.

 

È umano essere appassionati del proprio campo del sapere al punto tale da non vedere dove si mettono i piedi.

È utile in questo caso avere qualcuno che riporti l’attenzione di tutti sul pavimento prima di inciampare e cadere.

 

 

UNA POSSIBILE SOLUZIONE

 

Come gestire la situazione data, ad esempio, dal primo problema?

Si rinuncia a formulare un’ipotesi sul modello di universo?

No, perché la formulazione di ipotesi è il primo passo del metodo scientifico: ipotesi, esperimento, tesi.

Si costruisce un modello di universo prescindendo dalla interazione gravitazionale?

No, perché essa è un dato di fatto del comportamento della materia nell’universo che conosciamo.

E allora?

Come si esce da questo vicolo cieco?

 

Nell’unico modo possibile: tornando indietro.

Prima ci si dedica a consolidare scientificamente la base – il funzionamento tecnico dell’interazione gravitazionale – e poi si formulano una o più ipotesi che poggiano su quella base.

 

Chiarito questo mi domando: quando si è passati dalla fisica condotta un passo dopo l’altro alla fisica condotta facendo il passo più lungo della gamba?

 

Penso che questa fuga in avanti sia iniziata con la formulazione delle teorie che comprendono molte delle nozioni di fisica fondamentale fino ad allora possedute, senza avere prima consolidato scientificamente le basi sulle quali queste teorie poggiano.

 

 

TESI

 

È necessario quindi che la fisica riprenda il cammino dagli anni 60 del ventesimo secolo e proceda al consolidamento, con metodo scientifico, delle basi sulle quali ogni affermazione si poggia.

 

Solo in questo modo la fisica uscirà dal vicolo cieco nel quale ora si trova e del quale sono espressione i problemi che ho elencato all’inizio di questo articolo.

 

Vi ringrazio per il vostro tempo e per la vostra attenzione.

 

 

NOTE A PIE’ DI PAGINA

[1] Nell’articolo “La nuova fisica” – pubblicato il 10 dicembre 2016 all’indirizzo https://giorgiocannella.com/index.php/2016/12/10/la-nuova-fisica/ – ho descritto come è nato il mio interesse a formulare delle ipotesi nel campo della fisica e ho offerto altresì una possibile via da percorrere.

 

Io svolgo la professione di avvocato e il mio interesse per gli argomenti trattati in questo articolo è puramente personale.

 

[2] Si badi bene: ho scritto “come funzioni tecnicamente” e non “come possa essere calcolata”.

Su questo argomento rinvio al già citato articolo “La nuova fisica” – pubblicato il 10 dicembre 2016 all’indirizzo https://giorgiocannella.com/index.php/2016/12/10/la-nuova-fisica/ .

 

[3] “La teoria più moderna dell’Universo oscillante, basata sulla cosmologia quantistica, sostiene che questo processo si ripeterà, attraverso il meccanismo del Grande Rimbalzo (Big Bounce), ma solo se la forza di gravità supererà l’energia oscura (o se l’energia oscura non esistesse). Molti esperti di gravità quantistica concordano col Big Bounce.”.

Cito da: https://it.wikipedia.org/wiki/Universo_oscillante .

 

Big Bounce (in inglese “Grande Rimbalzo”), è una teoria cosmologica elaborata dal fisico tedesco Martin Bojowald, esperto di gravità e cosmologia quantistiche, e dal suo team della Pennsylvania State University, e pubblicata nel luglio 2007 su Nature Phisics online.”.

Cito da: https://it.wikipedia.org/wiki/Big_Bounce .

 

[4]Il Modello standard (MS) è la teoria fisica che descrive tre delle quattro interazioni fondamentali note: le interazioni forte, elettromagnetica e debole (le ultime due unificate nell’interazione elettrodebole) e tutte le particelle elementari ad esse collegate.

 

Basato sulla teoria quantistica dei campi, matematicamente è una teoria di gauge non abeliana (teoria di Yang-Mills), rinormalizzabile e coerente con la relatività ristretta.

 

Le sue previsioni sono state in larga parte verificate sperimentalmente con un’ottima precisione ed esso rappresenta l’attuale modello teorico di riferimento delle forze fondamentali. Tuttavia presenta vari aspetti di incompletezza; in particolare, non comprendendo l’interazione gravitazionale, per la quale non esiste ad oggi una teoria quantistica coerente, non costituisce quella teoria del tutto obiettivo del sapere fisico.

Cito da: https://it.wikipedia.org/wiki/Modello_standard

 

[5] Notte europea dei ricercatori 2016,

Università degli studi Roma Tre,

Dipartimento di matematica e fisica,

lezione pubblica “LHC – Dal bosone di Higgs alla Nuova Fisica: cosa ci sta svelando lo strumento scientifico più potente al mondo”,

tenuta dal ricercatore dottor Biagio Di Micco nei locali dell’Università in Roma, Largo San Leonardo Murialdo, n. 1, dalle 22.00 alle 23.00 del 30 settembre 2016.

Il dottor Di Micco citava misurazioni effettuate nei laboratori del CERN di Ginevra.

 

Ringrazio la Commissione dell’Unione Europea, l’Università Roma Tre, il Dipartimento di matematica e fisica dell’Università Roma Tre, il dottor Biagio Di Micco e tutti coloro che rendono possibile offrire degli eventi di divulgazione scientifica chiari e interessanti al pubblico dei non addetti ai lavori come me.

 

[6]In fisica l’elettronvolt (simbolo eV) è un’unità di misura dell’energia, molto usata in ambito atomico e subatomico. Viene definito come l’energia guadagnata (o persa) dalla carica elettrica di un singolo elettrone, quando viene mosso nel vuoto tra due punti di una regione in cui ha sede un potenziale elettrostatico, tra i quali vi è una differenza di 1 volt.”.

 

Il gigaelettronvolt (simbolo GeV) è un multiplo dell’elettronvolt (1 GeV = 109 eV).

Cito da: https://it.wikipedia.org/wiki/Elettronvolt .

 

[7] “Il bosone di Higgs è un bosone elementare, massivo e scalare associato al campo di Higgs, che svolge un ruolo fondamentale nel Modello standard conferendo la massa alle particelle elementari. Inoltre il bosone di Higgs garantisce la consistenza della teoria, che senza di esso porterebbe a un calcolo di probabilità maggiore di uno per alcuni processi fisici.

 

Fu teorizzato nel 1964 e rilevato per la prima volta nel 2012 negli esperimenti ATLAS e CMS, condotti con l’acceleratore LHC del CERN[1]. Nel 2013 Peter Higgs e François Englert sono stati insigniti del premio Nobel per la fisica per la sua scoperta.” (il sottolineato è mio)

 

Nota 1

^ ATLAS – Observation of a New Particle in the Search for the Standard Model Higgs Boson with the ATLAS Detector at the LHC (PDF), su arxiv.org. URL consultato il 09-03-2013.

Cito da: https://it.wikipedia.org/wiki/Bosone_di_Higgs

 

[8] L’esempio che riporto è stato esposto dal dottor Biagio Di Micco durante la lezione che ho citato nella nota 5 di questo articolo.

 

Le citazioni sono state verificate alla data di pubblicazione di questo articolo sul sito www.giorgiocannella.com

LA NUOVA FISICA

 

Ho assistito alla lezione pubblica “LHC – Dal bosone di Higgs alla Nuova Fisica: cosa ci sta svelando lo strumento scientifico più potente al mondo”[1], uno dei tanti eventi della “Notte europea dei ricercatori 2016”.

Durante la lezione, il docente ha affermato che le misurazioni effettuate all’LHC di Ginevra[2] hanno determinato che il campo del bosone di Higgs, nel vuoto, ha un valore di 250 GeV[3].

A quel punto si è soffermato sulla domanda:

  • come è possibile che il campo del bosone di Higgs nel vuoto – cioè in stato di non eccitazione – abbia un valore di 250 GeV ?

 

La lezione è proseguita affermando che questo valore del campo del bosone di Higgs è un ostacolo alla elaborazione di un modello fisico-matematico che possa descrivere la gravità in maniera compatibile con la meccanica quantistica[4].

Il problema che emerge da questi dati può essere spiegato nei termini seguenti: è come comparare un elefante (la gravità) con una cellula umana (la fisica quantistica).

Per tenerli in equilibrio ci vorrebbe una leva nella quale il fulcro disti dall’elefante quanto una cellula umana e la cellula umana disti dal fulcro quanto la distanza che c’è tra il Sole e Plutone[5].

 

Da quanto ho ascoltato a lezione, ho dedotto che i presupposti dai quali i fisici partono in questo campo di ricerca sono i seguenti: il bosone di Higgs determinerebbe la massa[6] e la forza di gravità sarebbe causata dalla massa[7].

Di conseguenza, mi pongo le seguenti domande:

  1. oggi siamo in grado di spiegare tecnicamente come funziona la gravità ?
  2. quali evidenze scientifiche abbiamo, oggi, dell’affermazione che la forza di gravità sia causata dalla massa ?

 

La prima domanda mi è venuta in mente considerando che, fin dall’esperimento di Joseph John Thomson nel XIX secolo, siamo in grado di visualizzare il flusso di elettroni della corrente elettrica.

 

Ecco il video con la spiegazione dell’esperimento di J. J. Thomson in inglese:

 

Ecco i video con la spiegazione dell’esperimento di J. J. Thomson in italiano:

 

 

Guardando questi filmati mi sono chiesto se oggi siamo in grado di fare lo stesso con la forza di gravità.

In altre parole, se al posto dei due poli elettrici catodo e anodo degli esperimenti condotti nel XIX secolo sulla corrente elettrica avessimo due masse come un libro e un quaderno – le quali, per la legge di gravità, si attraggono – potremmo vedere il funzionamento della forza di gravità come, fin dal XIX secolo, abbiamo visto il flusso di elettroni della corrente elettrica ?

Ad oggi, non sono a conoscenza della dimostrazione di come funziona tecnicamente la forza di gravità.

 

A questo punto mi chiedo come sia possibile ipotizzare un modello di universo basato sulla legge di gravità, se non conosciamo ancora come quest’ultima funziona tecnicamente[8].

Inoltre, mi domando come è possibile affermare che la forza di gravità sarebbe causata dalla massa[9] se, ad oggi, non conosciamo come funziona tecnicamente la forza di gravità.

 

Nella mia esperienza di lavoro come avvocato ho imparato che i grandi risultati si ottengono a partire da eventi che, agli occhi di molti, possono apparire banali come, ad esempio, stabilire un buon rapporto professionale con il cliente o verificare che la notifica dell’atto di citazione sia avvenuta correttamente.

Per questo, per affrontare le sfide poste da tutte le domande di questo articolo, mi sono chiesto se, anche nella fisica delle particelle sub-atomiche, non fosse il caso di partire da eventi che, agli occhi di molti, possono apparire banali come, ad esempio, il decadimento particellare[10].

 

Una semplice ricerca che ho effettuato su internet mi ha rivelato che la vita media di un elettrone è > 4,6 x 1026 anni, mentre la vita media di un protone è > 1025 anni[11].

Al contrario, la vita media delle altre particelle sub-atomiche[12] è pari a una frazione di secondo[13].

Per iniziare il cammino che porterà a dare delle risposte alle domande che ho formulato in questo articolo, propongo di partire dalla seguente domanda: perché un elettrone e un protone decadono dopo moltissimi anni, mentre le altre particelle sub-atomiche – tranne il neutrone – decadono dopo una frazione di secondo ?

Ad oggi, non sono a conoscenza della risposta a questa domanda.

 

Auguro alla fisica delle particelle sub-atomiche un futuro ricco di scoperte entusiasmanti.

Spero che questo mio contributo faccia sorgere in voi il desiderio di spingere più oltre la frontiera della conoscenza umana.

Vi ringrazio per il vostro tempo.

 

NOTE A PIE’ DI PAGINA

[1] Tenuta dal ricercatore dottor Biagio Di Micco del Dipartimento di matematica e fisica dell’Università degli studi Roma Tre nei locali dell’Università in Roma, Largo San Leonardo Murialdo, n. 1, dalle 22.00 alle 23.00 del 30 settembre 2016.

Preciso fin d’ora che io sono un avvocato e non un fisico.

Il mio interesse per questo tipo di argomenti è puramente personale.

[2]The Large Hadron Collider (LHC) is the world’s largest and most powerful particle accelerator. It first started up on 10 September 2008, and remains the latest addition to CERN’s accelerator complex.

The LHC consists of a 27-kilometre ring of superconducting magnets with a number of accelerating structures to boost the energy of the particles along the way.”.

Cito da: http://home.cern/topics/large-hadron-collider .

“Il Large Hadron Collider (LHC) è l’acceleratore di particelle più grande e potente del mondo. Ha iniziato a funzionare il 10 settembre 2008 e rimane l’aggiunta più grande al complesso acceleratore del CERN.

L’LHC consiste in un anello di 27 chilometri di magneti superconduttori con un numero di strutture di accelerazione per aumentare l’energia delle particelle lungo il percorso.” (la traduzione è mia)

[3]In fisica l’elettronvolt (simbolo eV) è un’unità di misura dell’energia, molto usata in ambito atomico e subatomico. Viene definito come l’energia guadagnata (o persa) dalla carica elettrica di un singolo elettrone, quando viene mosso nel vuoto tra due punti di una regione in cui ha sede un potenziale elettrostatico, tra i quali vi è una differenza di 1 volt.”.

Il gigaelettronvolt (simbolo GeV) è un multiplo dell’elettronvolt (1 GeV = 109 eV).

Cito da: https://it.wikipedia.org/wiki/Elettronvolt .

[4] La massa del bosone di Higgs è pari a 126 GeV: grande rispetto alla massa del protone che è pari a 1 GeV, ma molto piccola rispetto alla massa di Plank che è pari a 1019 GeV.

Si veda: Luigi Rolandi, Il bosone di Higgs un anno dopo la sua scoperta, su: https://www.youtube.com/watch?v=BqJMFyO0Z2o , slide a 44’ e 42’’.

La massa di Plank si definisce come “l’unità naturale di massa, la massima massa permessa dalla natura per masse puntiformi, una massa capace di possedere una singola carica elementare”.

Cito da: https://it.wikipedia.org/wiki/Massa_di_Planck .

[5] L’esempio che riporto è stato esposto dal dottor Di Micco durante la lezione che ho citato.

[6]Il bosone di Higgs è un bosone elementare, massivo e scalare che gioca un ruolo fondamentale all’interno del Modello standard.

Venne teorizzato nel 1964 e rilevato per la prima volta nel 2012 negli esperimenti ATLAS e CMS, condotti con l’acceleratore LHC del CERN.

La sua importanza è quella di essere la particella associata al campo di Higgs, che secondo la teoria permea l’universo conferendo la massa alle particelle elementari.” (il sottolineato è mio).

Cito da: https://it.wikipedia.org/wiki/Bosone_di_Higgs .

[7]Il campo gravitazionale terrestre è un fenomeno naturale presente sulla Terra, per il quale il pianeta esercita un’attrazione sui corpi che si manifesta attraverso il peso. La forza attrattiva del nostro pianeta, rispetto ad un altro corpo, deriva dalla sua massa e dalla distanza, secondo la legge universale di Newton.” (il sottolineato è mio).

Cito da: https://it.wikipedia.org/wiki/Campo_gravitazionale_terrestre .

[8]La teoria più moderna dell’Universo oscillante, basata sulla cosmologia quantistica, sostiene che questo processo si ripeterà, attraverso il meccanismo del Grande Rimbalzo (Big Bounce), ma solo se la forza di gravità supererà l’energia oscura (o se l’energia oscura non esistesse). Molti esperti di gravità quantistica concordano col Big Bounce.”.

Cito da: https://it.wikipedia.org/wiki/Universo_oscillante .

Big Bounce (in inglese “Grande Rimbalzo”), è una teoria cosmologica elaborata dal fisico tedesco Martin Bojowald, esperto di gravità e cosmologia quantistiche, e dal suo team della Pennsylvania State University, e pubblicata nel luglio 2007 su Nature Phisics online.”.

Cito da: https://it.wikipedia.org/wiki/Big_Bounce .

[9] Si veda la nota numero 7.

Salvo errori e omissioni da parte mia, la lettura dell’affermazione che ho citato tra virgolette nella nota 7 di questo articolo mi porta a dedurre che essa riguarda l’osservazione dell’attrazione gravitazionale come fenomeno.

Come avete letto, le domande che mi pongo in questo articolo non riguardano l’attrazione gravitazionale come fenomeno che si manifesta, ma riguardano ciò che ne è la causa.

Non intendo negare la validità delle affermazioni fatte fin ora dalla scienza sulla forza di gravità come fenomeno che si manifesta; le mie competenze non me lo permettono.

Tuttavia, sono rimasto sorpreso dal fatto che sia stato usato il modo indicativo – il modo della certezza – per parlare della forza di gravità senza averne compreso il funzionamento tecnico.

In altre parole, nel testo che ho citato nella nota 7, al posto del verbo “deriva”, mi sarei aspettato l’uso del verbo al condizionale “deriverebbe”.

Questo per indicare che le osservazioni fin ora compiute sulla forza di gravità come fenomeno che si manifesta conducono ad affermare che essa “deriverebbe” dalla massa e che per poter usare il verbo all’indicativo – “deriva” – è necessario prima comprendere come funziona tecnicamente la forza di gravità.

[10]Il decadimento particellare è il decadimento di una particella sub-atomica.

Cito da: https://it.wikipedia.org/wiki/Decadimento_particellare .

[11] Cito da: https://it.wikipedia.org/wiki/Decadimento_particellare che riporta i dati forniti dal Particle Data Group.

Il Particle Data Group è una collaborazione internazionale di fisici delle particelle che analizzano e compilano i risultati pubblicati riguardanti le proprietà delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali. …

Il Particle Data Group attualmente pubblica il Review of Particle Physics e la sua versione tascabile Particle Data Booklet, che è stampata ogni due anni, e aggiornata in Internet annualmente.

Il Particle Data Group pubblica anche il Pocket Diary for Physicists, un calendario con le date delle maggiori conferenze internazionali e i contatti con i maggiori istituti di fisica delle alte energie.”.

Cito da: https://it.wikipedia.org/wiki/Particle_Data_Group .

[12] Muone, tauone, pione neutro, pione carico, bosone W, bosone Z.

Si veda: https://it.wikipedia.org/wiki/Decadimento_particellare .

[13] Tranne il neutrone che decade dopo 885,7 secondi.

Si veda: https://it.wikipedia.org/wiki/Decadimento_particellare che riporta i dati forniti dal Particle Data Group.

 

Le citazioni sono state verificate alla data di pubblicazione di questo contributo sul sito www.giorgiocannella.com .