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Il comportamento emergente è la situazione nella quale un sistema esibisce proprietà difficilmente predicibili sulla base delle leggi che governano le sue componenti prese singolarmente. Esso scaturisce da interazioni non-lineari tra le componenti stesse.[1]

Quantunque sia più facilmente riscontrabile in sistemi di organismi viventi o di individui sociali oppure ancora in sistemi economici, diversamente da una credenza oggi diffusa l’emergenza si manifesta anche in contesti molto più elementari, come ad esempio la fisica delle particelle[2] e la fisica atomica.[3]

Essa può essere definita anche come il processo di formazione di schemi complessi a partire da regole più semplici, e una esemplificazione può ottenersi osservando il gioco della vita di John Conway, nel quale poche semplici regole fissate per pochi individui di base possono condurre a evoluzioni assai complesse. Nonostante l’impredicibilità del comportamento emergente, in un sistema deterministico, se esso non ha origine dall’interazione dell’ambiente, esso è diretta conseguenza della condizione iniziale del sistema.
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Erik Verlinde

La gravità non è una forza, ma un fenomeno emergente. Come la temperatura, che varia in base al movimento di particelle microscopiche, così anche la gravità è la misura del cambiamento di bit fondamentali immagazzinati nella struttura dello spazio-tempo. Nel 2010 Erik Verlinde sorprese il mondo con questa teoria del tutto nuova della gravità e oggi il professore esperto di teoria delle stringhe torna sull’argomento.
On the origin of gravity and the laws of motion” è l’articolo del 2010 nel quale Verlinde mostra come la seconda legge di Newton, che descrive la caduta delle mele così come l’orbita dei satelliti, possa derivare da componenti microscopici. Oggi Verlinde mostra come questo assunto possa spiegare perfettamente i moti di stelle e galassie senza dover scomodare componenti oscure.
La materia oscura domina l’universo ed è stata introdotta per spiegare l’estrema velocità delle galassie più esterne presenti negli ammassi di galassie e delle stelle più esterne in ciascuna delle galassie stesse. Nonostante rappresenti l’80% della materia totale, nulla è mai stato visto nonostante le continue ricerche.
Secondo Verlinde, nulla è stato visto perché nulla esiste di così misterioso: su arXiv, il professore mostra come la propria teoria riesca a spiegare la velocità di rotazione delle stelle più esterne della Via Lattea e non solo.
Sembra che a larga scala la gravità non si comporti come predetto da Einstein, il che va a ricordare un po’ la MOND (Modified Newtonian Dynamics) elaborata da Mordehai Milgrom nel 1983, ma mentre la MOND raffina la teoria per assecondare le osservazioni, questa nuova teoria inizia dai principi e chiede conferma alla realtà.
Uno degli ingredienti della teoria è un adattamento del principio olografico, introdotto da Gerard Hooft (Premio Nobel 1999) e Leonard Susskind (Stanford University). Secondo questo principio, tutte le informazioni dell’intero universo possono essere descritte su una gigantesca sfera immaginaria posta intorno a esso. Verlinde ora mostra come questa idea non sia corretta del tutto visto che parte delle informazioni dell’universo sono contenute nello spazio stesso.
Questa extra informazione è richiesta per descrivere ad esempio l’energia oscura, ritenuta responsabile dell’espansione accelerata dell’universo. Andando ad approfondire gli effetti delle informazioni addizionali sulla materia ordinaria, Verlinde giunge a una conclusione interessante: mentre la gravità ordinaria può essere codificata utilizzando le informazioni sulla sfera immaginaria che circonda l’universo, come mostrato nei risultati del 2010, il risultato delle informazioni aggiuntive nella massa dello spazio è una forza che ben corrisponde a quella attribuita alla materia oscura.
La gravità è qualcosa che necessita di un nuovo approccio, magari proprio come quello di Verlinde, dal momento che non riesce a combinarsi bene con la fisica quantistica. Entrambe le teorie, gioielli del secolo scorso, non possono essere vere nello stesso momento e il problema si verifica in condizioni estreme: nei pressi dei buchi neri o durante il Big Bang, ad esempio.
Una prima validazione della teoria giunge da osservazioni effettuate tramite GAMA (Galaxy and Mass Assembly) e KiDS (Kilo-Degree Survey) che, osservando la distribuzione di gravità intorno a 33 mila galassie utilizzate come lente gravitazionale, hanno verificato i dati del nuovo paradigma d Verlinde.
Il problema della gravità come “fenomeno emergente”, tuttavia, risiede ancora nel campo di applicazione visto che, ad oggi, i calcoli valgono esclusivamente per sistemi isolati di forma sferica e statici, qualcosa che nell’universo è del tutto astratto.
La fonte è Phys.org

 

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