Articles

Cosa voleva dire Hawking

Posted by admin

Se sei un appassionato di scienza, questa settimana probabilmente hai incontrato titoli che affermano che il fisico Stephen Hawking pensa che il bosone di Higgs causerà la fine dell’universo.

Questo è un travisamento sbalorditivo della scienza. L’universo è sicuro e sarà per un tempo molto lungo—per trilioni di anni.

Per capire quanto abominevolmente le parole di Hawking siano state distorte, prima dobbiamo capire la sua affermazione. Per parafrasare solo un po’, Hawking ha detto che in un mondo in cui il bosone di Higgs e un’altra particella fondamentale—il quark superiore—hanno le masse che gli scienziati li hanno misurati per avere, l’universo è in uno stato metastabile.

Fondamentalmente, metastabile significa ” tipo di stabile.”Quindi cosa significa? Consideriamo un esempio. Prendi una stecca da biliardo e posala sul tavolo da biliardo. La stecca è stabile; non sta andando da nessuna parte. Prendi lo stesso spunto e bilancialo sul tuo dito. Questo è instabile; in quasi tutte le circostanze, la stecca cadrà.

L’analogia per un oggetto metastabile è uno sgabello. In quasi tutte le circostanze, lo sgabello siederà lì per tutta l’eternità. Tuttavia, se sbatti lo sgabello abbastanza forte, cadrà. Quando lo sgabello cade, è più stabile di quanto non fosse, proprio come la stecca da biliardo che giace sul tavolo.

Ora dobbiamo introdurre l’universo e le leggi che lo governano. Ecco un importante principio guida: l’universo è pigro—un gigantesco teledipendente cosmico. Se possibile, l’universo troverà un modo per passare allo stato di energia più basso possibile. Una semplice analogia è una palla posizionata sul lato di una montagna. Rotolerà giù per il fianco della montagna e si fermerà sul fondo della valle. Questa palla sarà quindi in una configurazione stabile.

L’universo è allo stesso modo. Dopo che il cosmo è stato creato, i campi che compongono l’universo dovrebbero essersi disposti nello stato energetico più basso possibile.

C’è una condizione. È possibile che ci possano essere piccole “valli” nel pendio energetico. Mentre l’universo si raffreddava, potrebbe essere stato catturato in una di quelle piccole valli. Idealmente, l’universo vorrebbe cadere nella valle più profonda sottostante, ma potrebbe essere intrappolato.

Questo è un esempio di uno stato metastabile. Finché la piccola valle è abbastanza profonda, è difficile uscirne. In effetti, usando la fisica classica, è impossibile uscirne.

Tuttavia, non viviamo in un mondo classico. Nel nostro universo, dobbiamo prendere in considerazione la natura della meccanica quantistica. Ci sono molti modi per descrivere il regno quantico, ma una delle proprietà più rilevanti qui è ” cose rare accadono.”In sostanza, se l’universo fosse intrappolato in una piccola valle di metastabilità, potrebbe alla fine uscire dalla valle e cadere nella valle più profonda sottostante.

Quindi quali sono le conseguenze dello scivolamento dell’universo da una valle all’altra? Beh, le regole dell’universo sono governate dalla valle in cui si trova. Nella valle metastabile che definisce il nostro universo familiare, abbiamo le regole della fisica e della chimica che permettono alla materia di riunirsi in atomi e, alla fine, noi.

Se l’universo scivolasse in una valle diversa, le regole che governano la materia e l’energia sarebbero diverse. Ciò significa, tra le altre cose, che particelle come quark e leptoni potrebbero essere impossibili. Le forze note che governano l’interazione di quelle particelle potrebbero non applicarsi. In breve, non c’è motivo di pensare che esisteremo affatto.

Avremmo qualche avviso se si fosse verificata questa transizione? In realtà, non avremmo alcun avvertimento. Se, da qualche parte nel cosmo, l’universo facesse una transizione da una valle metastabile a una più profonda, le leggi della fisica cambierebbero e spazzerebbero via alla velocità della luce. Mentre l’onda d’urto passava sopra il sistema solare, semplicemente scomparivamo mentre le leggi che governano la materia che ci compone cessavano di applicarsi. Un secondo saremmo stati qui, quello dopo saremmo andati via.

Tornando alla domanda originale, cosa ci dice il bosone di Higgs a riguardo? Si scopre che possiamo usare il Modello Standard per dirci se siamo in un universo stabile, instabile o metastabile.

Sappiamo di non vivere in uno instabile, perché siamo qui, ma le altre due opzioni sono aperte. Quindi, qual è la risposta? Dipende da due parametri: la massa del quark superiore e la massa del bosone di Higgs.

Se seguiamo la nostra comprensione del Modello Standard, combinata con le nostre migliori misurazioni, sembra che viviamo in un universo metastabile che potrebbe un giorno scomparire senza preavviso. Si può essere perdonato se si prende quel pronunciamento come un motivo per indulgere in una sorta di trattamento raro stasera.

Ma prima di sfoggiare troppo, prestare attenzione a qualche parola di cautela. Usando lo stesso modello standard che abbiamo usato per capire se il cosmo è metastabile, possiamo prevedere quanto tempo ci vorrà probabilmente per la meccanica quantistica per far scivolare l’universo dalla valle metastabile a quella stabile: ci vorranno trilioni di anni.

L’umanità esiste solo da circa 100.000 anni, e il sole crescerà fino a diventare un gigante rosso e incenerirà la Terra in circa 5 miliardi di anni. Dal momento che stiamo parlando dell’universo esistente come uno stato metastabile per trilioni di anni, forse esagerare stasera potrebbe essere una cattiva idea.

È importante notare che trovare il bosone di Higgs non ha alcun effetto sul fatto che l’universo sia in uno stato metastabile. Se viviamo in un cosmo metastabile, è stato così da quando l’universo è stato creato. La scoperta del bosone di Higgs non ha alcun effetto sul fatto che l’universo sia in uno stato metastabile.

Tornando alle storie dei media originali, eccessivamente pubblicizzate, puoi vedere che c’era un nocciolo di verità e un barile pieno di isteria. Non c’è pericolo, ed è assolutamente ok riprendere a guardare con grande interesse le notizie sulla scoperta e l’attenta misurazione del bosone di Higgs. E, sì, devi andare al lavoro domani.

Una versione di questo articolo è stata pubblicata oggi in Fermilab.

Related Post

Leave A Comment