Un solo universo, o due?
Quali sono le idee speculative in linea oggi?
Due riferimenti:
R. Foot e R.R. Volkas Phys. Rev. D Vol. 52 n°11, 1° dic 1995
Z.G.Berezhiani e R.N. Mohapatra Phys. Rev. Vol. 52 n° 11 - 1 dic 1995.
Questi due lavori sono dedicati al problema del deficit di neutrini solari. Foot e
Volkas pensano che l'Universo sia composto da due "settori", enantiomorfi.
Chiamano il secondo settore un "settore specchio" (effetto di 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 specchio". Suggeriscono di
estendere il nostro universo, includendo un settore P-simmetrico. Dagli 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 tipicamente avvengono processi "destri", durante un certo tempo caratteristico,
il processo simmetrico, "sinistro", simmetrico rispetto allo specchio, implica un tempo
caratteristico leggermente diverso (la differenza è 10-9). Il processo simmetrico appartiene
al mondo dell'antimateria. Fu predetto 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 violazione di parità
inversa. Assumono che l'insieme: il nostro settore più il settore specchio, componga
un'entità completamente P-simmetrica. Il "settore specchio" di Foot e Volkas è P-simmetrico
rispetto al nostro.
Come presentato in Fisica Geometrica B:
J.P.Petit & P.Midy: Geometrizzazione dell'antimateria attraverso l'azione coaggiunta
di un gruppo sul suo spazio degli impulsi. 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 specchio CPT-simmetrici".
C'è un'altra ragione per cercare di immaginare qualcosa di diverso dal Modello
Standard. Nell'universo primordiale, il mondo è paragonabile al tohu-bohu ebraico
. Come ha detto Steven Weinberg, a quel tempo, l'Universo è una miscela di ogni
tipo di radiazioni. Intende dire che se si trovano fotoni, neutrini e
anti-neutrini, le particelle massive (e le loro anti) viaggiano a una velocità molto
vicina a quella della luce.
I fotoni danno coppie particella-antiparticella. Poi queste ultime collidono e si annichilano,
dando fotoni ad alta energia. E così via.
Poi l'espansione raffredda i fotoni, la cui temperatura di radiazione varia
come 1/R, essendo R la distanza media tra due particelle. Quando non hanno
abbastanza energia per produrre coppie, questa produzione si ferma. Poi l'annichilazione
distrugge materia e antimateria, attraverso un processo irreversibile.
La domanda principale diventa:
- Perché siamo qui, tu ed io? Perché questo reciproco massacro non ha fatto svanire completamente
le due sorelle nemiche: materia e antimateria?
Risposta?
Nessuna risposta......
Perso, metà dell'universo. Se qualcuno ha qualche informazione, per favore, contatti
immediatamente qualsiasi laboratorio di fisica teorica.
Nel 1967 l'accademico russo Andréi Sakharov fu il primo a suggerire
che la "cosmogenesi" avrebbe potuto produrre due universi invece di uno solo:
A.Sakharov: "Violazione di 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 multistrato" Preprint Istituto di Matematica
Applicata, Mosca 1970
A.Sakharov: "Modello cosmologico dell'Universo con un'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. Suggerì anche
che i suoi Universi gemelli potessero essere enantiomorfi.
Feci lo stesso, dieci anni dopo, inconsapevole del lavoro 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: Universo in interazione con la sua immagine nello specchio del
tempo. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences de Paris.t.284,
serie A, (6 giugno) 1977, p.1413
(Universo interagente con la sua immagine speculare dello spazio-tempo): l'"effetto Jonas".
I superstringhisti stanno indagando sull'oggetto fondamentale che costituisce l'universo,
la chiave della Teoria del Tutto (TOE). Pensano di aver costruito le
proprietà di simmetria che questo oggetto sconosciuto dovrebbe possedere (secondo diverse
varianti), basandosi sulla teoria dei gruppi. Il gruppo E8 x E8
è una delle varianti. I gruppi "generano la geometria". Il gruppo galileiano,
che traduce tutte le proprietà del nostro spazio-tempo (traslazioni spaziali,
rotazioni, più traslazioni temporali), nella loro visione più ingenua (euclidea,
con tempo assoluto) genera uno spazio-tempo euclideo.
Il gruppo di Lorentz secerne lo spazio-tempo di Minkowski (quello della Relatività Speciale).
I superstringhisti stanno cercando la geometria di uno spazio a dieci dimensioni
che obbedisca alle speciali proprietà di simmetria cui tutte le particelle elementari, note
e ignote, obbediscono.
Supponiamo che io abbia sei quantità:
x, y, z, a, b, g.
Decido, per esempio, che posso aggiungere o sottrarre alle
prime tre un numero intero di volte una quantità a e che posso aggiungere o
sottrarre alle tre seguenti p/2
un numero intero di volte. Questo costituisce un gruppo. I suoi
elementi neutri consistono nell'aggiungere o sottrarre una quantità nulla. Esiste un oggetto
che soddisfa queste relazioni -- il cubo. Lo spazio che scaturisce da questa
struttura di gruppo è tridimensionale, pavimentato di cubi. Una sorta di cristallo.
La cristallografia è interamente basata sulla teoria dei gruppi. Quando
abbiamo il gruppo, abbiamo il modo in cui il cristallo è costruito.
Potremmo dire che i superstringhisti pensano di possedere già
i buoni gruppi, ma stanno ora cercando il cristallo corrispondente. Un cristallo a dieci
dimensioni. Hanno i gruppi, ma non l'oggetto. Hanno la
chiave di volta, ma non l'edificio che la accompagna.
Tutto ciò dà luogo a scambi davvero surreali nei
colloqui, come quello che recentemente ha avuto luogo ad Aspen, Colorado. La rivista
Scientific American lo ha riportato nel suo numero di gennaio 1996, in un articolo intitolato
"Spiegare tutto", di Madhusree Mukerjee, redattrice. [...]
Cercando questo magico oggetto che si suppone organizzi l'universo
a dieci dimensioni, alcuni parlano di "sfere borchiate", ricci irti di
vettori, o "bruchi pelosi", membrane a cinque dimensioni (Duff, dell'Imperial College
di Londra), capaci di arrotolarsi su se stesse "come la pelle
di una salsiccia".
Schwarz, del Caltech (uno dei pionieri della teoria),
aggiunge: "Avrei dovuto fare l'autista di camion!"
Altri parlano di "buchi neri a massa zero".
Jeffrey A. Harvey, dell'Università di Chicago, esclama:
"Vuol dire che i suoi buchi neri hanno massa zero?
Si muovono alla velocità della luce?"
"No, non hanno nulla, nessun impulso", ribatte Gary T. Horowitz
dell'Università della California a Santa Barbara.
"Oh, balle!" esclama Leonard Susskind di Stanford.
"Non hanno energia, non hanno impulso -- non c'è nulla lì!"
protesta Harvey.
Strominger: "Da qualche parte nell'universo potrebbero esistere porzioni di spazio
sotto forma di piccole gocce, entrando nelle quali i buchi neri
si trasformerebbero in stringhe, e viceversa. Nel nostro ambiente queste
piccole gocce potrebbero sembrare navigare in universi virtuali, che esisterebbero
per un periodo di tempo infinitesimale, poiché scomparirebbero immediatamente,
prima di poter essere osservati.
Susskind: "Personalmente penso che sia un mucchio di stronzate."
Nel 1986 fu chiesto a un ricercatore di riassumere la "Teoria
del Tutto" in sette parole, ed egli rispose:
- Oh, Signore, perché mi hai abbandonato?
Tutto ciò è interessante, ma non è finita, come possiamo vedere.
Mai nella storia della fisica un corpo teorico ha dato luogo a tali convulsioni
come ora, quando ogni giorno vengono pubblicati dieci articoli sull'argomento. E
non possiamo dire se la montagna partorirà un topolino o il topolino
una montagna.
Comunque, alcuni uomini delle superstringhe:
-
Schwarz (Caltech)
-
Green (Queen Mary College)
-
Il premio Nobel Abdus Salam (Direttore del centro di fisica
teorica di Trieste, Italia e professore all'Imperial College London).
Il loro punto di partenza: l'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 spesso chiamiamo materia-ombra. Tali oggetti-ombra sarebbero invisibili a
noi.
Michael Green:
Dalla teoria, troviamo un nuovo tipo di materia che non potremmo
osservare direttamente, otticamente, poiché dovrebbe interagire 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 portare qualche
intuizione originale sul problema del diverso spettro di massa delle particelle.
Comunque, non sembra venire altro, tranne queste brevi
frasi.
Come potremmo immaginare due mondi interagenti solo attraverso
la gravitazione? Torniamo alla scacchiera, con le due squadre di giocatori
distinte.
