Unico universo o due

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Un solo universo, o due ?

** **Quali sono le idee speculative di oggi ?

Due riferimenti :

R. Foot e R.R. Volkas Phys. Rev. D Vol. 52 n°11, 1° dec 1995
Z.G.Berezhiani e R.N. Mohapatra Phys. Rev. Vol. 52 n° 11 - 1 dec 1995.

Questi due lavori sono dedicati al problema della carenza di neutrini solari. Foot e Volkas pensano che l'Universo sia composto da due "settori", enantiomorfi. Li chiamano il secondo settore un "settore speculare" (effetto Jonas, forse...). Questo secondo universo è P-simmetrico (vedi Fisica geometrica B, dedicata alla teoria dei gruppi). Foot e Volkas suggeriscono che l'energia, al centro del Sole, sia trasportata da neutrini normali e da "neutrini speculari". Suggestono di estendere il nostro universo includendo un settore P-simmetrico. Da quando anni cinquanta sappiamo che il nostro universo non è perfettamente simmetrico. Vedi: T.D. Lee e C.N. Yang Phys. Rev. 104, 254 (1956)

Quando si verificano processi tipicamente "destrorsi", in un tempo caratteristico, il processo simmetrico, "sinistro", simmetrico speculare, implica un tempo caratteristico leggermente diverso (la differenza è di 10⁻⁹). Questo processo simmetrico appartiene al mondo dell'antimateria. È stato previsto e osservato (premio Nobel). Questo è chiamato la violazione del principio di parità. Questo si riferisce al "nostro settore". Foot e Volkas suggeriscono l'esistenza di un universo gemello, con una violazione di parità inversa. Suppongono che l'insieme: il nostro settore più il settore speculare, formi un'entità completamente P-simmetrica. Il "settore speculare" di Foot e Volkas è P-simmetrico rispetto al nostro.

Come presentato nella Fisica geometrica B :
J.P.Petit & P.Midy : Geometrizzazione dell'antimateria attraverso l'azione coadiunta di un gruppo sul suo spazio dei momenti. 4 : Gruppo gemello [Fisica geometrica B, 4, 1998].

Abbiamo costruito un mondo gemello CPT-simmetrico. Seguendo questa idea, il 50% dell'energia rilasciata potrebbe essere trasportata da "neutrini speculari CPT-simmetrici".

Esiste un'altro motivo per provare a immaginare qualcosa di diverso dal Modello Standard. Nell'universo molto primitivo, il mondo è paragonabile al tohu-bohu ebraico. Come ha detto Steven Weinberg, in quel momento, l'Universo è un mix di tutti i tipi di radiazioni. Vuol dire che se si trovano fotoni, neutrini e antineutrini, le particelle massive (e le loro antiparticelle) si muovono a una velocità molto vicina a quella della luce.

I fotoni danno coppie particella-antiparticella. Poi queste ultime entrano in collisione e si annichilano, producendo fotoni ad alta energia. E così via.

Poi l'espansione raffredda i fotoni, la cui temperatura di radiazione varia come 1/R, R essendo la distanza media tra due particelle. Quando non hanno più energia sufficiente per produrre coppie, questa produzione si ferma. Poi l'annichilazione distrugge la materia e l'antimateria, attraverso un processo irreversibile.

La domanda principale diventa:

• Perché siamo qui, tu e io? Perché questa lotta reciproca non ha completamente annientato le due sorelle nemiche: materia e antimateria?

Risposta? Nessuna risposta......

Perduto, metà dell'universo. Se qualcuno ha informazioni, per favore contatti immediatamente un laboratorio di fisica teorica.

Nel 1967 l'accademico russo Andrei Sakharov fu il primo a suggerire che la "cosmogenesi" potesse aver prodotto due universi invece di uno solo:

A.Sakharov : "Violazione del CP e asimmetria barionica dell'Universo". ZhETF Pis'ma 5 : 32-35 (1967) ; Traduzione JETP Lett. 5 : 24-27 (1967)
A.Sakharov : "Un modello cosmologico a fogli multipli". Preprint dell'Istituto di matematica applicata, Mosca 1970
A.Sakharov : "Un modello cosmologico dell'Universo con inversione del vettore tempo". ZhETF 79 : 689-693 (1980) ; traduzione in Sov. Phys. JETP 52 : 349-351 (1980)
A.Sakharov : "Struttura topologica delle particelle elementari e asimmetria CPT" in "Problemi di fisica teorica", dedicato alla memoria di I.E.Tamm, Nauka, Mosca 1972, pp. 243-247

Nella visione di Sakharov le due frecce del tempo sono invertite. Ha anche suggerito che i suoi due universi gemelli potrebbero essere enantiomorfi.

Ho fatto la stessa cosa, dieci anni dopo, senza conoscere i lavori di Sakharov. Riferimento :

[1] : J.P.Petit : Universi enantiomorfi con frecce del tempo opposte. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences de Paris.t.284, serie A, 1977, p.1315
(Universi enantiomorfi con frecce del tempo opposte )

[2] : J.P.Petit : Universi in interazione con la loro immagine nel "specchio del tempo". Comptes Rendus de l'Académie des Sciences de Paris.t.284, serie A, ( 6 giugno ) 1977, p.1413
(Universo in interazione con la sua immagine speculare nello spazio-tempo) : l'«effetto Jonas».

I teorici delle superstringhe si chiedono sull'oggetto fondamentale costitutivo dell'universo, la chiave della Teoria del Tutto (TOE). Pensano di aver stabilito le proprietà di simmetria che dovrebbe possedere questo oggetto sconosciuto (secondo diverse varianti), basate sulla teoria dei gruppi. Il gruppo E8 x E8 è una delle varianti. I gruppi sono i "padri della geometria". Il gruppo galileiano, che traduce tutte le proprietà del nostro spazio-tempo (traslazioni spaziali, rotazioni, più traslazioni temporali), nella sua visione più naïve (euclidea, con tempo assoluto), genera uno spazio-tempo euclideo.

Il gruppo di Lorentz produce lo spazio-tempo di Minkowski (quello della Relatività ristretta).

I teorici delle superstringhe cercano la geometria di uno spazio a dieci dimensioni che obbedisca a proprietà di simmetria speciali che tutte le particelle elementari, conosciute e sconosciute, obbediscono.

Supponiamo che io abbia sei quantità:

x, y, z, a, b, g.

Decido, ad esempio, che posso aggiungere o sottrarre un numero intero di volte a ciascuna delle prime tre una quantità a e che posso aggiungere o sottrarre un numero intero di volte a ciascuna delle successive p/2. Questo costituisce un gruppo. I suoi elementi neutri consistono nell'aggiungere o sottrarre una quantità nulla. Un oggetto esiste che soddisfa queste relazioni - il cubo. Lo spazio derivato da questa struttura di gruppo è a tre dimensioni, pavimentato di cubi. Una sorta di cristallo.

La cristallografia si basa interamente sulla teoria dei gruppi. Quando abbiamo il gruppo, abbiamo il modo in cui il cristallo è costruito.

Si potrebbe dire che i teorici delle superstringhe pensano di possedere già i buoni gruppi, ma cercano ora il cristallo corrispondente. Un cristallo a dieci dimensioni. Hanno i gruppi, ma non l'oggetto. Hanno la chiave, ma non l'edificio che la accompagna.

Tutto questo dà luogo a scambi veramente surrealisti durante i convegni, come quello che si è tenuto recentemente ad Aspen, Colorado. Il giornale Scientific American ne ha parlato nella sua edizione di gennaio 1996, in un articolo intitolato "Spiegare tutto", di Madhusree Mukerjee, redattore. [...]

In cerca di questo oggetto magico che dovrebbe organizzare l'universo a dieci dimensioni, alcune persone parlano di "sfere pungenti", di porcospini coperti di vettori, o di "bruchi pelosi", membrane a cinque dimensioni (Duff, dell'Imperial College di Londra), in grado di arrotolarsi su se stesse "come la pelle di un salame".

Schwarz, del Caltech (uno dei pionieri della teoria), aggiunge: "Avrei dovuto essere un autista di camion!"

Altri parlano di "buchi neri con massa zero".

Jeffrey A. Harvey, dell'Università di Chicago, esclama:

"Vuol dire che i vostri buchi neri hanno massa zero? Si muovono alla velocità della luce?"

"No, non hanno niente, né quantità di moto", risponde Gary T. Horowitz dell'Università della California a Santa Barbara.

"Oh, è solo fuffa!" esclama Leonard Susskind di Stanford.

Non hanno né energia né quantità di moto - non c'è niente lì dentro!" protesta Harvey.

Strominger: "Forse in alcune regioni dell'universo esistono porzioni di spazio in forma di piccole gocce, in cui i buchi neri si trasformerebbero in stringhe e viceversa. Nel nostro ambiente, queste piccole gocce potrebbero sembrare di navigare in universi virtuali, che esisterebbero per un periodo infinitesimale, poiché sparirebbero immediatamente, prima ancora di essere osservati."

Susskind: "Personalmente, penso che sia una montagna di stronzate."

Nel 1986 qualcuno chiese a un ricercatore di riassumere la "Teoria del Tutto" in sette parole, e lui rispose:

• Oh, Signore, perché mi hai abbandonato?

Tutto questo è interessante, ma non è finita, come si può vedere. Mai nella storia della fisica una teoria ha suscitato tali convulsioni come oggi, quando dieci articoli vengono pubblicati ogni giorno sul tema. E non possiamo dire se la montagna partorirà un topo o il topo una montagna.

Comunque, alcuni uomini delle superstringhe:

• Schwarz (Caltech)

• Green (Queen Mary College)

• Premio Nobel Abdus Salam (direttore del centro di fisica teorica di Trieste, Italia e professore all'Imperial College di Londra).

Il loro punto di partenza: il gruppo E8 x E8.

Riferimento: "Superstringhe, una teoria del tutto?" PC.W. Davis & J. Brown, Cambridge University Press 1988.

John Schwarz:

La seconda simmetria si riferisce a un altro tipo di materia, che chiamiamo spesso materia ombra. Tali oggetti ombra sarebbero invisibili per noi.

Michael Green ** **:

Dalla teoria, troviamo una nuova forma di materia che non possiamo osservare direttamente, otticamente, poiché interagirebbe con la materia normale solo attraverso la forza gravitazionale. Ma le particelle ombra potrebbero interagire tra loro attraverso altre forze.

Abdus Salam:

Dalla teoria delle superstringhe possiamo costruire un altro universo che interagirebbe con il nostro solo attraverso la forza gravitazionale. Questo potrebbe spiegare perché la supersimmetria è rotta nel nostro universo e potrebbe apportare una comprensione originale del problema dello spettro delle masse delle diverse particelle.

Comunque, non sembra venire nulla di più, tranne queste brevi frasi.

Come immaginare due mondi che interagiscono solo attraverso la gravità? Torniamo alla scacchiera, con le due squadre di giocatori distinte.