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*...*Non siamo
fatti per vivere come bruti, ma per seguire la virtù e la conoscenza
( Dante, l'Inferno).
( Nous ne sommes pas faits pour vivre comme des imbéciles, mais pour
suivre les chemins de la vertu et de la connaissance. Dante : l'Enfer ).
Introduzione.
...Ci proponiamo
di presentare nuove idee in cosmologia, astrofisica
e fisica teorica.
Le idee che sottendono questi lavori sono relativamente semplici e
possono essere espresse in tre modi diversi.
-
In un linguaggio per specialisti.
-
In modo schematico.
-
In modo divulgativo.
...La divulgazione può essere praticata
in modi diversi. Nella maggior parte dei casi, il divulgatore offre solo immagini verbali, atte a stimolare l'immaginazione del
lettore. Ma, alla fine del percorso, non ha imparato granché.
...Utilizzando appieno l'immagine, intendo dire la geometria, che è strettamente legata alla
fisica e a ogni genere di scienze, si può fare in modo che il lettore ne tragga un doppio vantaggio. L'analogia gli permette di comprendere le linee generali di un approccio. Ma, nel frattempo, arricchirà le sue conoscenze di geometria ben reale, in particolare in geometria
2D.
Una prima idea schematica: Newton e anti-Newton.
Essere schematici significa accontentarsi di presentare un aspetto
di un modello.
...Le strutture cosmiche sono organizzate
da una forza fondamentale: la gravitazione. Se gli oggetti del cosmo non si attirassero
tra loro, non accadrebbe nulla, o quasi. Le galassie non si formerebbero, né le stelle, e noi non saremmo qui a parlare di tutto ciò. Ad esempio, se la forza di gravitazione fosse repulsiva, manterrebbe tutte le particelle alla massima distanza l'una dall'altra e il cosmo rimarrebbe amorfo, dunque molto noioso alla lunga.
La legge dell'attrazione universale è la legge di Newton:
...G è la costante di gravitazione. m e
m' sono due masse e d la distanza che le separa. Come si vedrà in seguito, il modello che proponiamo consiste nel far interagire due tipi di masse, che chiameremo "masse ordinarie"
(la materia nel senso classico del termine, quella di cui sono fatte le
galassie, le stelle, gli atomi) e "masse fantasma", m
e m*, chiamate così perché sono allora fondamentalmente inosservabili otticamente. Lo schema di interazione è il seguente:
Le masse ordinarie si attraggono secondo la legge di Newton.
Le "masse fantasma" si attraggono anch'esse, secondo questa stessa
legge.
Al contrario, si suppone che la materia ordinaria e la materia
fantasma si respingano, secondo l'"anti-Newton":
...A questo punto, si potrebbero inserire
"punti-massa" in un computer e vedere cosa succede quando agiscono queste forze attrattive e repulsive.
...Il fisico direbbe subito: è equivalente
a far intervenire masse negative m* < 0. Infatti, se si inverte il segno di una delle masse nella legge di Newton:
la forza cambia segno.
...Se si invertono i segni di entrambe le masse,
essa non cambia segno. Quindi si sarebbe tentati di concludere che il modello
sopra menzionato equivarrebbe a considerare che nell'universo coesisterebbero
due tipi di masse, alcune positive e altre negative, il che implicherebbe l'esistenza di particelle con energia E = mc2
negativa. Questa possibilità dell'esistenza di masse negative
è stata presa in considerazione dal matematico Jean-Marie
Souriau nel 1970, tramite la teoria dei gruppi. Si veda la sua opera "Structure
des Systèmes Dynamiques", Dunod, pagine 197-200.
...Il problema degli oggetti con energia
negativa è, tra l'altro: cosa succede in caso di incontro con
oggetti a energia positiva?
...Ricordiamo che l'antimateria possiede
una massa e un'energia positive. Un incontro tra una particella di
materia e una particella di antimateria produce fotoni, anch'essi di energia
positiva. Ma un incontro tra una particella di massa m
0 positiva e di energia E > 0 positiva con una particella di massa
-m e di energia E* = -E opposte non darebbe..... nulla.
Inoltre, il fisico obietterebbe che non si è mai osservata una particella
con massa negativa.
...Qui si ferma quindi la presentazione
schematica. Come si vedrà in seguito, il sistema funzionerà
in realtà "come se le masse fantasma fossero negative",
secondo Newton e anti-Newton, ma il modello non è così semplicistico.
Per abbandonare questa visione schematica, bisogna familiarizzare con un
certo numero di nozioni di geometria.
...
...
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