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sabato 2 maggio 2015

Wormhole per risolvere un paradosso

 Una nuova audace teoria si sta facendo largo tra i fisici teorici. Questa teoria mira a collegare due descrizioni , notoriamente discordanti della natura. Nonostante sia passato un secolo dalla elaborazione della Teoria della Relatività generale, i fisici ancora non riescono a risolvere un problema di incompatibilità tra la "forma"
 dello spazio-tempo di Einstein ( che, seppur risulta  deformato dalla gravità , è senza interruzioni, geometrico) e il modo di occupare questo spazio da parte delle particelle quantistiche, un modo  divisionista, discreto, descritto da probabilità. Per risolvere la questione , Juan Maldacena , fisico presso l'Institute for Advanced Study di Princeton, New Jersey, che ha sviluppato l'idea insieme a Leonard Susskind, ritiene di aver trovato  una scorciatoia che unisce due idee proposte da Einstein nel 1935. Un collegamento tra il paradosso EPR (chiamato cosi per i suoi autori, Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen) e i ponti Einstein-Rosen . Quindi si creerebbe una pseudoformula dove EPR=ER!!! Ma veniamo alla descrizione degli elementi di questa formula:
Paradosso EPR: Cosi come dafinita dallo stesso Einstein, l'"azione spettrale a distanza"   tra le particelle quantistiche(EPR) è un effetto considerato paradossale in quanto ritenuto incompatibile con il principio di LOCALITà , un postulato della relatività ristretta (che considera la velocità della luce la velocità limite alla quale può viaggiare  un qualunque tipo d'informazione). Il paradosso EPR dimostra di fatto l'esistenza dell'Entanglement Quantistico o correlazione quantistica, secondo la quale , lo stato quantico
 di un sistema si può descrivere solo come la sovrapposizione di più sistemi, dove l'osservazione e la misura di uno ne determina l'istantanea misura anche dell'altro . Il risultato, per quanto matematicamente complesso, è semplice: Se due particelle quantiche sono intrappolate, diventano, in effetti, due parti di una singola unità.
Quello che accade a una particella "intrappolata (entangled) accade all'altra, non importa quanto distanti siano!!! Come se riuscissero a comunicare in  maniera istantanea ,  violando quindi il principio di Località!
Wormhole o Ponte di Einstein-Rosen : Stelle e galassie nello spazio-tempo che possono , in teoria, creare cavità e persino buchi nel tessuto dello spazio-tempo e formare quello che è stato definito come ponte di Einstein-Rosen, che conduce ad un universo speculare sull'altro lato (Einstein e Rosen 1935). Sono questi buchi che possono rendere  possibile il viaggio nel tempo. Secondo Einstein e Rosen, nella parte superiore del foro vi è un "bocca" e al suo centro una "gola". Il foro non porta ad un fondo, ma si apre  all'altra estremità, formando un'altra "bocca", che conduce ad un universo specchio. Essenzialmente è una "scorciatoia" da un punto dell'universo a un altro, che permetterebbe di viaggiare tra di essi più velocemente di quanto impiegherebbe la luce a percorrere la distanza attraverso lo spazio normale. Questa relazione tra il paradosso EPR e ER sarebbe alla base della teoria che  sarebbe alla base di questa sorta di connettività spaziale che letteralmente "cucerebbe lo spazio insieme"....Secondo i fisici "In altre parole, la struttura solida e affidabile dello spazio-tempo è dovuto alle caratteristiche spettrali di entanglement", questo rappresenterebbe la soluzione per far combaciare la gravità con la meccanica quantistica. Il concetto di Entanglement giocò un ruolo chiave nel 1974 quando S.Hawking scoprì che i buchi neri erano in grado di "evaporare. Questa scoperta aprì una domanda fondamentale, nel mondo della fisica: Se il buco nero evapora nel nulla,cosa accade al contenuto informativo della materia che vi è caduto dentro?
Questa domanda è importante sopratutto in considerazione del fatto che le regole della meccanica quantistica proibiscono la distruzione completa delle informazioni. Quindi, in definitiva, le informazioni finite nel buco nero , sono perse per sempre o si sono solo "traformate"? La risoluzione a questo enigma fu data alcuni anni più tardi, quando, Leonard Susskind fece una scoperta che sconvolse per primo lui , trovò infatti che tutte le informazioni che cadono in un buco nero vengono intrappolate in un orizzonte degli eventi bidimensionale , orizzonte che segna il punto di non ritorno. In definitiva si può dire che tutte le informazioni vengono codificate in forma quasi "olgrafica" all'interno dell'orizzonte degli eventi, un po come se i bit necessari a codificare la vostra casa venissero archiviati sulla superficie bidimensionale di una parete.
Ma ora arriva la parte più difficile che porta a  comprendere come Juan Maldacena ha potuto collegare EPR e ER....Secondo la cosmologia attuale, quando qualcosa viene inghiottita da un buco nero , come risultato si ha una emissione di radiazione di Hawking (una radiazione termica che si ritiene sia emessa dai buchi neri a causa degli effetti quantistici). Ogni emissione di una radiazione di Hawking , è composta da una coppia di particelle Entangled (correlate). Di questa coppia , una particella uscente fugge e viene emessa come un quanto di radiazione  di Hawking e una particella in caduta viene inghiottita dal buco nero. Il problema a questo punto è che interrompere immediatamente l'intreccio tra le due particelle , genererebbe l'emissione una quantità immensa di energia, Juan Maldacena e Leonard Susskind hanno suggerito una soluzione a questo problema con la sopra citata relazione ER = EPR, ovvero che le particelle in uscita e in caduta sono in qualche modo collegati da wormholes, e quindi non sono sistemi indipendenti!
Ecco il cuore della loro tesi: Se l'orizzonte degli eventi di un buco nero è , come prevede la relatività, un luogo apparentemente normale e liscio , le particelle in uscita  dal buco nero devono essere intrecciate(entangled) con le particelle cadute nel buco nero. Eppure, per non perdere le informazioni, le particelle in uscita dal buco nero devono essere intrecciate(entangled) con le particelle che hanno lasciato molto tempo fa e sono ora sparse su una nebbia di radiazione di Hawking. Tutto ciò, per le attuali conoscenze cosmologiche, non si può verificare. Questo ha spinto Susskind e Maldacena  a ipotizzare che , in realtà, le particelle su entrambi i lati del confine dell'orizzonte degli eventi  possono essere collegati da un tunnel, dove le particelle ancora all'interno del buco sono direttamente collegate a particelle che hanno lasciato molto tempo fa, non c'è bisogno  di passare attraverso l'orizzonte degli eventi .