Energia nel vuoto

Un campo di gluoni

1) Se un raggio di energia negativa, viaggia in un campo di vuoto quantistico (o falso vuoto), e se d'un tratto si ferma, è concepibile che possa generare una bolla di vero vuoto, all'interno di tale campo?

2) Se è vero che l'energia termica proviene dal movimento, risulta ovvio che tale movimento non possa avvenire in uno spazio di vero vuoto, nel quale essa si disperderebbe? E allora non occorre pensare che anche il big bang sia avvenuto in un campo di vuoto quantistico?

Anita Laura Stivanin
21 gennaio 2008

Per poter dare una risposta occorre innanzitutto chiarire i termini e i concetti. Inizierei con il "vuoto", tanto più se "vero". Il vuoto della fisica (e della vita di ogni giorno) non ha niente a che vedere col nulla filosofico, se questo si intende per "vero vuoto". Insomma è una contraddizione in termini pensare a uno spazio vuoto (ciò che non esiste non occupa spazio). Il vuoto della fisica è appunto una realtà fisica; somiglia per certi versi all'etere della fine del XIX secolo, salvo, oggi, ad avere proprietà fisiche che lo rendono compatibile con la relatività (ristretta) e la meccanica quantistica. Il vuoto è fatto dallo stato fondamentale di tutti i campi esistenti e ha, per forza di cose, una densità di energia positiva (tra l'altro grandissima), rispetto alla quale si colloca la scala di ogni altra energia. Il vuoto è tale per l'assenza di particelle, cioè di stati eccitati dei campi; condizione per inciso che dipende dall'osservatore. Le energie negative sono generalmente associabili a tipi di interazione (due corpi legati da una qualche attrazione possiedono una energia negativa, almeno fin quando non si metta in conto anche la loro energia di riposo, ossia l'energia associata alla loro massa). Insomma alla luce di tutto questo nessun processo fisico può creare un "vero vuoto" né locale né tanto meno globale.
Il big bang previsto dalla relatività generale e coerente con le osservazioni dell'Universo a grande scala è una singolarità: in corrispondenza di tale evento le grandezze fisiche significative (in particolare la densità di energia) divergono cioè diventano infinite smettendo di essere descrivibili dalle nostre teorie fisiche.
Al di là di questo, più che di fisica occorre parlare di metafisica: una fluttuazione di qualcosa che non c'è è un non senso. Se si parla di fluttuazioni allora ci si riferisce a qualcosa rispetto a cui le fluttuazioni hanno senso; se si intende che questo qualcosa sia il "vuoto" bisogna considerare che esso dovrebbe già avere un contenuto energetico e sarebbe piuttosto difficile spiegare cosa sia una fluttuazione divergente.
L'argomento è molto complesso dal punto di vista tecnico e non è possibile trattarlo in termini discorsivi, tuttavia ho tentato di fissarne i contorni e i limiti.

Angelo Tartaglia Dipartimento di Fisica, Politecnico di Torino
Keywords: fisica teorica

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