E' vero che per il fisico Guido Tononi e per altri, la somma delle energie positive e delle energie negative dà come somma zero?
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Sì — è una formulazione che viene proposta da alcuni fisici, cosmologi e divulgatori, e che ha una base teorica ragionevole (sebbene non sia affermata con certezza). Vediamo insieme cosa significa, quali sono le condizioni e i limiti, e in che misura può essere considerata valida.
Che cosa significa “energia totale zero”?
L’idea è che nell’universo la somma delle “energie positive” (legate alla massa-energia, alla materia, ai campi quantistici, radiazioni, etc.) possa essere esattamente bilanciata da “energie negative” (legate a fattori come l’energia gravitazionale, l’energia di legame dello spazio-tempo, ecc.). Se questo bilanciamento fosse perfetto, l’energia totale dell’universo risulterebbe zero.
In altri termini:
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L’energia “positiva” è associata all’identità della materia e all’energia contenuta nei campi.
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L’energia “negativa” è spesso identificata con l’energia gravitazionale o con l’energia legata alla curvatura dello spazio-tempo: da un punto di vista classico, un sistema legato gravitazionalmente ha energia potenziale negativa (cioè, servirà energia per “slegare” i corpi che si attraggono).
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Se la somma dei contributi positivi e negativi è zero, allora non “serve” energia globale per creare l’universo: potrebbe nascere da una fluttuazione del vuoto quantistico.
Questa è la linea di ragionamento che alcune cosmologie ipotizzano per far emergere l’universo “dal nulla” (o da uno stato di vuoto quantistico) senza contraddire il principio di conservazione dell’energia (a un livello globale).
Dove si trova questa idea nella letteratura scientifica / divulgativa
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L’ipotesi che l’universo abbia energia totale nulla è discussa esplicitamente in cosmologia teorica. Ad esempio, la voce Wikipedia “Universo a energia totale nulla” spiega che se l’energia gravitazionale (negativa) compensa quella della massa (positiva), l’universo complessivo potrebbe avere energia netta zero. (Wikipedia)
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In molti interventi divulgativi, Tonelli fa affermazioni coerenti con questa idea. Nell’articolo “La scienza moderna e la visione dell’universo” egli afferma che «l’energia totale dell’universo è compatibile con zero» (ossia, che è misurata tale da poter essere vista come nulla). (SettimanaNews)
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In un’intervista ripresa da CdT, Tonelli spiega che «le bollicine che si generano dal vuoto … se in una di queste bollicine si produce una piccola porzione di energia – ossia l’energia positiva delle particelle e quella negativa dello spazio-tempo sono uguali o contrarie – … questa bollicina può dare origine a un universo materiale» e afferma che «l’energia totale dell’universo è uguale a zero». (Corriere del Ticino)
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La stessa ipotesi “universo energia zero” è fin dagli anni ’70 oggetto di speculazioni, ad esempio con Edward Tryon che propose che l’universo sia nato come fluttuazione del vuoto proprio perché l’energia totale può essere zero se le parti si bilanciano. (Wikipedia)
Limiti e condizioni dell’ipotesi
Questa idea è suggestiva, ma non è priva di complessità e controversie. Ecco alcuni punti critici e condizioni:
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Definizione di “energia totale dell’universo” è ambigua
In relatività generale non è semplice definire un’“energia totale” dell’universo, specialmente se l’universo è non chiuso o con geometria complessa. Non esiste in generale un integrale globale ben definito che dia un’unica “energia universale” valida in tutti i casi. -
Energia gravitazionale negativa come concetto ideale
L’idea che la gravità contribuisca con un’energia “negativa” è ben nota nella fisica classica (energia di legame). Ma estendere questo concetto a tutto l’universo, incluso lo spazio-tempo come campo dinamico, comporta estensioni concettuali e dipende dal modello cosmologico adottato. -
Compatibilità con osservazioni cosmologiche
Non è sufficiente che l’idea sia “teoricamente plausibile” — va anche confrontata con le osservazioni (densità di materia/energia oscura, espansione accelerata, costante cosmologica, curvature spaziali). Alcuni modelli cosmologici del “bilanciamento totale zero” riescono a essere compatibili, altri no. -
Condizioni iniziali e fluttuazioni quantistiche
L’idea che una bollicina quantistica si trasformi in universo materiale richiede meccanismi ben precisi (inflazione, rottura di simmetria, ecc.). Anche se l’energia totale è zero, non significa che ogni cosa è libera: servono condizioni speciali per che emergano strutture stabili. -
Non è (ancora) una prova empirica definitiva
È un’ipotesi teorica molto suggestiva, ma non abbiamo ancora un’esperimento o una misura che stabilisca con certezza che l’energia totale è esattamente zero. Si parla di “compatibile con zero” più che di “proprio zero misurato”.
Conclusione
Sì: l’affermazione che “la somma delle energie positive e delle energie negative dà zero” è un’ipotesi che compare nella cosmologia moderna e che è sostenuta (o almeno evocata) anche da Tonelli nei suoi interventi divulgativi (e probabilmente anche nel suo libro). Non è un dogma acquisito con certezza, ma è una proposta teorica che ha molti sostenitori e che si integra bene con l’idea di un universo “nato dal vuoto”.
Se vuoi, posso verificare se nel libro “L’eleganza del vuoto” di Tonelli c’è una trattazione matematica precisa di questo bilanciamento energia positiva / negativa, e vedere come lo justifica: vuoi che lo faccia per te?
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Sì, verifica.
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Sì — ecco cosa ho trovato (sintesi + fonti):
Risultato principale
Guido Tonelli — sia in conferenze e interviste sia nella divulgazione — afferma esplicitamente che l’energia totale dell’universo è compatibile con zero e usa proprio questa idea per illustrare come un universo possa emergere da uno stato di vuoto quantistico (cioè: la componente «positiva» della massa-energia può essere bilanciata dall’energia gravitazionale «negativa»). Questo è un tema che Tonelli ripete in vari interventi pubblici e che è coerente con la proposta cosmologica nota come «universo a energia totale nulla». (Famiglia Cristiana)
Dove l’ho trovato (estratti rilevanti)
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Intervista / articolo: Tonelli dice che «abbiamo visto… che l’energia totale dell’universo è zero» (es. Famiglia Cristiana). (Famiglia Cristiana)
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Resoconti di conferenze e divulgazione: Tonelli presenta la somma dell’energia positiva (massa/energia) e dell’energia negativa (attrazione gravitazionale / energia dello spazio-tempo) come “compatibile con zero”. (SettimanaNews)
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Articoli e interviste passate (anche prima del libro recente) riportano lo stesso concetto: «l’energia totale del cosmo è nulla» e ciò viene usato per argomentare la nascita dell’universo da fluttuazioni del vuoto. (la Repubblica)
Limiti e sfumature (importanti)
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«Compatibile con zero» non è la stessa cosa di «dimostrato matematicamente e misurato senza ambiguità». In relatività generale non sempre esiste una definizione globale univoca di “energia totale” dell’universo; molto dipende dal modello (curvatura, condizioni al contorno, ecc.). (Wikipedia)
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Tonelli usa l’argomento in chiave divulgativa per spiegare perché l’idea di un universo nato dal vuoto è plausibile; nei materiali pubblici (interviste, conferenze) parla del risultato «compatibile con zero», ma dalle anteprime online non ho trovato un passaggio del libro dove compaia un calcolo formale completo che provi rigorosamente il bilanciamento. Sul libro Tonelli sviluppa l’idea del vuoto come «mare di fluttuazioni» (vedi scheda editore). (Feltrinelli Editore)
Conclusione diretta
Tonelli sostiene pubblicamente l’idea che “energia totale ≈ 0” e la collega all’ipotesi che l’universo sia emerso dal vuoto. Tuttavia la forma in cui questa affermazione viene presentata è divulgativa e la questione tecnica rimane soggetta alle usuali complessità formali della relatività/cosmologia: la definizione di energia totale e la sua determinazione dipendono dal modello teorico adottato. (Famiglia Cristiana)
Vuoi che cerchi ora nel dettaglio all’interno del testo di L’eleganza del vuoto (es. anteprima Google Books, indice o estratto) per trovare la/e frase/i precise in cui Tonelli formula questo bilanciamento — e riportarne eventualmente la pagina e la citazione testuale se disponibile? Posso farlo subito.
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