Le "cause ambientali" della gravità
So che in linea di principio la descrizione di un sistema in meccanica quantistica gode di invarianza traslazionale nello spazio e nel tempo. Ho sentito che la localizzazione di un certo sistema e la conseguente "emersione" di proprietà classiche avviene per mezzo di una specie di rottura di simmetria. Mi è parso di capire che ciò consiste nel fatto che la descrizione quantistica dello stato di un oggetto macroscopico non gode delle proprietà di invarianza che dovrebbe possedere di principio perchè esiste sempre una causa ambientale, anche infinitesima, che modifica le proprietà dello stato fondamentale dell’oggetto in questione modificandone la simmetria. Più è complesso l’oggetto (quindi maggiori le sue dimensioni) più può essere debole la causa ambientale che rompe la simmetria del sistema.
Se ad esempio l’universo consistesse solo di due elettroni questi sarebbero delocalizzati in tutto l’universo e non potrebbe esistere interazione gravitazionale tra di loro neanche in linea di principio.
Sarebbe possibile quindi che, se non ci fossero “cause ambientali”, la forza di gravità non esistesse? È possibile che la massa di un oggetto sia dovuta esclusivamente a “cause ambientali” e in definitiva solo al fatto che esistano altri oggetti che interagiscono con quello in questione?
2 gennaio 2009
La meccanica quantistica è compatibile con la relatività ristretta che è indispensabile per trattare i problemi ad alta energia, ma non lo è con la relatività generale e con la sua trattazione dell’interazione gravitazionale. Vi sono stati e vi sono tentativi per riconciliare le due teorie, ma nessun reale risultato è stato finora ottenuto. In pratica quindi lo studio di oggetti quantici in un campo gravitazionale si fa in maniera semiclassica, trattando la gravità come un campo esterno non influenzato dalle proprietà degli oggetti descritti.
Riguardo all’esempio citato nel testo della domanda, si può ancora osservare che in un universo con solo due elettroni, tra questi esisterebbe comunque l’interazione elettromagnetica e i due non sarebbero descrivibili mediante due semplici onde piane (perfetta delocalizzazione). Inoltre, anche prescindendo dagli aspetti strettamente quantistici, la densità di energia del campo elettromagnetico complessivo condurrebbe ad una curvatura non banale dello spazio tempo, cioè ad una interazione gravitazionale.
Quanto all’osservazione finale circa l’origine della massa, essa corrisponde ad una impostazione alla Mach del problema dell’inerzia (la massa inerte di un oggettoè determinata da tutto ciò che esiste nell’universo), ma questa impostazione, che piaceva molto anche al primo Einstein, non è mai stata compiutamente incorporata in nessuna teoria.
Angelo Tartaglia
Dipartimento di Fisica, Politecnico di Torino
Keywords:
relatività e gravitazione
