La fisica ha una doppia personalità. La relatività generale governa le grandi cose, la gravità che piega lo spazio-tempo in ampi archi. La meccanica quantistica gestisce le cose minuscole, le particelle che si agitano in probabilità.
I due si rifiutano di stringersi la mano.
Per oltre un secolo siamo rimasti bloccati. Come si concilia la curvatura uniforme dell’universo con la natura digitale e a blocchi delle leggi quantistiche? Abbiamo dozzine di teorie che cercano di forzare l’unione. Gravità quantistica, teoria delle stringhe, gravità quantistica a loop. La maggior parte di loro tenta la stessa cosa: prendere lo spazio-tempo stesso e scomporlo in pezzetti. Rendi lo spazio-tempo quantistico.
Jonathan Oppenheim non è d’accordo.
Fisico dell’University College di Londra, Oppenheim propone un percorso che nessun altro sembra interessato a intraprendere. La chiama gravità post-quantistica.
Il tempo non è fluido
L’idea centrale è controintuitiva. Forse lo spazio-tempo non è affatto fatto di piccoli blocchi. Forse è continuo. Liscio. Fondamentale. Nessun quanti per la struttura dell’universo.
Ma ecco il bello. Se esegui i calcoli partendo da questo presupposto, se lasci che lo spazio-tempo fluido interagisca con particelle, campi e forze quantistiche che sicuramente sono quantizzate, salta fuori qualcosa di strano.
Casualità.
Nello specifico, tempo traballante.
Pensa al tempo mentre lo vivi. Scorre in avanti. Un secondo qui. Un minuto lì. Regolare. Prevedibile. Le equazioni di Oppenheim dicono che su scala microscopica, quei secondi tremolano. I ticchettii dell’orologio universale non sono sincronizzati. Fluttuano. È sottile. Non lo sentiamo. Ma il tempo scorre in modo imprevedibile. Diventa traballante.
“Avrebbe luogo su scale troppo piccole perché noi potessimo notarlo, ma il tempo sarebbe ‘traballante’.”
Perché? Oppenheim non lo sa.
Le equazioni lo richiedono, ma non indicano una causa fisica. Una particella nascosta? Uno shunt dimensionale? Non ha ancora collegato la casualità a un meccanismo specifico. Questo è un problema, certo. Ma Oppenheim sostiene che sia anche una caratteristica. Queste oscillazioni spiegano perché il mondo quantistico ci sembra quantistico.
Spiegano il problema della misurazione. Quella bizzarra regola quantistica secondo cui un sistema esiste in più stati finché non lo guardi, a quel punto scatta in uno stato definito. Il gatto di Schrödinger. Morto e vivo. Finché non apri la scatola. Le fluttuazioni casuali dello spazio-tempo potrebbero essere proprio la ragione per cui il gatto deve scegliere un destino.
Oppenheim ammette che la comunità scientifica ama odiare l’idea. Probabilmente è il solo a credere che possa effettivamente essere vero.
Possiamo dimostrarlo?
Buone notizie per gli scettici: puoi testarlo.
Questo è raro. Molte teorie sulla gravità sono eleganti esempi di matematica che galleggiano al di sopra della sperimentazione. Sono belli ma intoccabili. La gravità post-quantistica scende abbastanza in basso da toccare lo sporco.
Giuseppe Fabiano del Lawrence Berkeley National Laboratory afferma che questa testabilità conta più della teoria stessa. “Finché fornisce previsioni che posso testare in laboratorio, è utile.”
I test sono rozzi. Prendi due messe. Misuri l’attrazione gravitazionale tra di loro con una precisione folle. La relatività generale lega lo spazio e il tempo alla gravità. Se la parte temporale di questa equazione è traballante, anche la gravità dovrebbe oscillare.
“Vedremo questa imprevedibilità quando misureremo la gravità”.
Non siamo ancora arrivati a questo punto.
Costruire sensori con questa precisione è un progetto decennale. Abbiamo appena confermato che questi esperimenti sono possibili anche teoricamente di recente. Gli ostacoli ingegneristici sono enormi. Ma i ricercatori concordano che vale la pena provarci.
Perché? Perché se Oppenheim ha ragione, tutto cambia. La gravità è già quella strana. È più debole delle altre forze. Non rientra nel modello standard. Ma una realtà post-quantistica suggerisce che non è solo debole o di diverso grado, ma è diverso anche nel tipo. Radicalmente distinto.
Riscriveremmo la storia dell’universo. Risolvere il conflitto tra relatività e quantistica sarebbe bello, ma è secondario rispetto allo shock. Un universo in cui il tempo balbetta ai margini della percezione? Dove la realtà non ha un pavimento solido?
La matematica funziona. Gli esperimenti sono in fase di pianificazione. L’unica variabile rimasta è se siamo pronti per una risposta che non sia ben confezionata.
Potremmo aspettare molto tempo per scoprire se il tempo è effettivamente solido.
