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Spazio e Scienze

I wormhole uniranno Relatività e meccanica quantistica?

L'unificazione della Relatività Generale di Einstein e della meccanica quantistica sarà possibile grazie ai wormhole? L'idea è del fisico statunitense Leonard Susskind.

Alla fine potrebbero essere i wormhole a unire due delle più grandi teorie della Fisica. A dirlo è Leonard Susskind, fisico teorico di Stanford di grande caratura ed eccellente divulgatore scientifico, che ha pubblicato un documento su ArXiv in cui illustra un'equazione che potrebbe risolvere uno dei più grandi problemi della Fisica moderna: l'unificazione della Relatività Generale di Einstein e la meccanica quantistica.

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Foto: © mimiandnanaa / Depositphotos

Un nodo che i fisici cercano di sciogliere da decenni. La teoria Relatività Generale e la meccanica quantistica sono perfette nel descrivere come funzionano le cose nel loro ambito (il molto grande e l'infinitamente piccolo, rispettivamente), ma quando si tenta di combinarle per ottenere una teoria unificata la matematica smette di funzionare.

Adesso arriva agli onori delle cronache l'equazione ER = EPR che potrebbe risolvere tutto. Che cosa c'entrano i wormhole in tutto questo e che cosa significa l'equazione?

Gli appassionati di fantascienza sanno benissimo che i wormhole sono cunicoli spazio-temporali, scorciatoie che attraversano il tessuto dello spazio-tempo e che nell'immaginario collettivo servono per "saltare" da un punto all'altro nello Spazio. Oltre ad essere un intrigante espediente nella fantascienza, hanno un fondamento scientifico: sono previsti nelle teorie di Albert Einstein, che nel 1935 insieme al collega Nathan Rosen si rese conto che la teoria della Relatività Generale permetteva l'esistenza di "ponti" che avrebbero potuto collegare due punti diversi dello spazio-tempo. Per questo sono conosciuti anche come Ponti di Einstein-Rosen.

I wormhole però potrebbero anche essere legati a un concetto di meccanica quantistica chiamato Entaglement quantistico, che descrive come due particelle possono interagire fra loro in modo tale che diventino inesorabilmente collegate ('entangled' appunto), e che tutto ciò che accade a una particella influenzerà direttamente e istantaneamente l'altra – anche se si trova ad anni luce di distanza.

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Leonard Susskind

A collegare le due cose come detto l'equazione ER = EPR, in cui al contrario delle equazioni abituali le lettere non rappresentano numeri, ma nomi. Ecco quindi che "ER" sta per Einstein e Rosen, e "EPR" sta per Einstein, Rosen e Boris Podolsky, ossia i tre autori di un documento che descrive l'entanglement quantistico.

Nel 2013 Leonard Susskind e Juan Maldacena di Princeton suggerirono che i due documenti potrebbero descrivere più o meno la stessa cosa, con una deduzione che nessun altro aveva precedentemente considerato, compreso Einstein.

Stando alla spiegazione di Susskind "ER = EPR ci dice che la rete immensamente complicata di sottosistemi 'entangled' che comprende l'Universo è anche un'immensamente complicata (e tecnicamente complessa) rete di ponti di Einstein-Rosen". In altre parole, secondo Susskind sarebbe "ovvio che se ER = EPR è vero stiamo parlando di una cosa molto grande, che riguarda le fondamenta e l'interpretazione della meccanica quantistica".

L'entaglement quantistico secondo Susskind non si limita alla sopracitata coppia di particelle, ma potrebbe essere applicato anche ai buchi neri. Immaginate due buchi neri aggrovigliati su lati opposti dell'Universo, collegati al centro da un tunnel spaziale gigantesco.

Le implicazioni di un'idea simile potrebbero essere enormi, perché avremmo finalmente un collegamento tra la Relatività Generale e la meccanica quantistica, e compiremmo un determinante passo avanti verso l'agognata "teoria del tutto". Il condizionale è d'obbligo perché confermare ipotesi simili è tutt'altro che semplice.

Però è l'idea di partenza ad essere rivoluzionaria: Susskind seguendo questo ragionamento suggerisce in conclusione che "la meccanica quantistica e la gravità sono molto più strettamente imparentate di quanto noi (o almeno io) avessimo mai immaginato".

Ha ragione Susskind? Al momento è impossibile dirlo: il documento pubblicato su arXiv.org come sempre verrà sottoposto al vaglio della comunità scientifica. Quel che è certo è che oltre a Susskind altri ricercatori stanno lavorando a questa idea. I fisici Chunjun Cao, Sean M. Carroll e Spyridon Michalakis di recente si sono occupati di come lo spazio-tempo potrebbe essere "costruito" da una vasta rete di entanglement quantistico nel vuoto e di come i cambiamenti negli "stati quantistici" potrebbero essere collegati ai cambiamenti nella geometria dello spazio-tempo.

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