Rivoluzione in fisica: nuovo approccio per unificare le teorie!

Rivoluzione in fisica: nuovo approccio per unificare le teorie!

L'8 marzo 2025 è stato annunciato che il dottor Wolfgang Wieland, fisico dell'Università Friedrich-Alexander Erlangen-Norimberga (FAU), ha ricevuto finanziamenti significativi dalla Fondazione tedesca per la ricerca nell'ambito del programma Heisenberg. Lo scopo del suo progetto è sviluppare un nuovo approccio per combinare la teoria quantistica e quella della relatività in aree problematiche specifiche. Gli attuali risultati sono stati pubblicati sulla rinomata rivista “Classical and Quantum Gravity” e stanno suscitando grande interesse nella comunità scientifica.

I ricercatori si trovano ad affrontare una sfida fondamentale: le quattro forze fondamentali dell’universo – gravità, interazione elettromagnetica, interazione debole e interazione forte – non possono ancora essere spiegate da una teoria unificata. Mentre la relatività generale funge da modello fondamentale per la gravità, la teoria quantistica si occupa delle altre tre forze fondamentali. Il problema dell’incompatibilità delle due teorie è noto fin dagli anni ’30, il che sottolinea l’urgenza di una soluzione.

La necessità di unificazione

La relatività generale viene utilizzata per calcolare il comportamento delle grandi masse, mentre la teoria quantistica descrive le particelle più piccole. È necessario un modello unificato per comprendere fenomeni come il Big Bang e i buchi neri. Nei buchi neri, dove la materia è raccolta in un punto secondo la teoria della relatività, diventa necessaria una nuova comprensione della gravità.

Si ritiene che la gravità quantistica possa cambiare i concetti di causalità e tempo in condizioni estreme. Nell’ambiente critico dei buchi neri, i termini “prima” e “dopo” perdono il loro significato. Decenni di ricerca hanno portato allo sviluppo di concetti che cercano di unificare queste teorie. L'approccio di Wieland abbraccia l'idea che spazio e tempo non sono continui, ma sono costituiti da piccole porzioni.

Gli approcci innovativi di Wieland

Il suo concetto prevede uno spazio-tempo quantizzato in cui ci sono passi fissi per movimenti e progressioni temporali. Le unità di Planck svolgono un ruolo cruciale in questo, in particolare il potere di Planck, che rappresenta un limite superiore calcolabile per il potere nell'universo. Considerazioni precedenti suggeriscono che la potenza potrebbe diventare infinitamente grande, rendendo irrisolvibili le equazioni matematiche parziali. Tuttavia, la ricerca di Wieland mostra che esiste un limite superiore alla potenza in uno spaziotempo quantizzato, in particolare la potenza di Planck di 10^53 watt.

Se le teorie di Wieland fossero valide, ciò potrebbe significare che anche la potenza delle onde gravitazionali può essere scomposta in quanti. Inoltre, il Progetto Heisenberg studia come la gravità influenza la struttura causale del mondo.

La gravità quantistica, che come teoria mira a unificare la meccanica quantistica con la relatività generale, è un campo di ricerca attivo. È un obiettivo dichiarato che una teoria unificata eviti termini formalmente infiniti e renda quindi calcolabili casi estremi come il Big Bang o i buchi neri. In questo contesto si stanno già sviluppando varie teorie come la teoria delle stringhe e la gravità quantistica a loop.[ Wikipedia ] Sebbene la gravità sia considerata la più debole tra le forze elementari, ha effetti di vasta portata nell'universo.

I progressi di Wieland potrebbero essere rivoluzionari nella comprensione delle strutture fondamentali dell'universo, che è ancora avvolto da molti misteri. L’approccio della gravità quantistica può gettare nuova luce su molte questioni fisiche. I fisici sperano che in futuro emerga una teoria coerente che unisca tutte le forze conosciute e sveli i segreti del cosmo.