LA TEORIA DELLE STRINGHE:
relatività contro meccanica quantistica
Gaia Del Mauro
Classe 5°A
Anno Scolastico 2007/2008
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Indice
Scienze e fisica
•
•
•
•
•
Introduzione
La relatività di Einstein
La meccanica quantistica
Relatività generale contro meccanica quantistica
La teoria delle stringhe
Filosofia
• Il tempo
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Introduzione
• Relatività generale di Einstein
• Meccanica quantistica
Non possono essere giuste entrambe
La teoria delle stringhe (TOE) forse
risolve il conflitto
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La Relatività di Einstein
Relatività generale
• principio di equivalenza:
esiste un legame fra forza di gravità e moto
accelerato
Sono indistinguibili negli effetti
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Introduce la curvatura dello spazio tempo:
La gravità è la curvatura dello spazio e del tempo
•
1.
In assenza di materia ed energia, lo spazio è piatto
2.
La presenza di un oggetto deforma lo spazio circostante
3.
L’incurvamento produce un effetto sugli oggetti vicini
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La meccanica quantistica
Principio di indeterminazione
misurare significa perturbare
E’ impossibile misurare simultaneamente la posizione e la
quantità di moto di un oggetto
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Relatività contro meccanica quantistica
Domini di applicazione differenti
• Relatività:
• Meccanica quantistica
Si applica su scale
macroscopische
Si applica su scale
microscopische
In assenza di massa, lo
spazio è piatto
Per il principio di
indeterminazione:
una regione vuota dello spazio
sembra inerte se misurata
a grandi scale. In realtà,
nasconde un’incessante
attività microscopica.
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A scale ultramicroscopiche
incontriamo
l’incompatibilità fra
relatività e meccanica
quantistica:
la nozione di geometria
spaziale regolare, cardine
della relatività generale,
perde di senso a causa delle
violente fluttuazioni
quantistiche.
La distanza al di sotto della quale si manifesta la
contraddizione è la lunghezza di Planck, (10 -33 cm).
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La teoria delle stringhe
• Concilia relatività e meccanica quantistica
• Le particelle elementari non sono puntiformi, ma
sottili filamenti: le stringhe
La stringa può oscillare
secondo infiniti modi di
vibrazione
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Le proprietà delle particelle elementari sono determinate dal
modo di vibrazione della loro stringa interna.
Come la teoria risolve il conflitto:
• Qualcosa esiste solo se può essere rilevato e misurato.
• Non c’è modo per usare le stringhe per sondare i fenomeni a
scale inferiori alla lunghezza di Planck.
• Le fluttuazioni della trama spaziale alle scale inferiori alla
lunghezza di Planck non esistono.
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Il tempo
Che cos’è esattamente il tempo?
Il tempo secondo Agostino:
“Se non me lo chiedi, lo so. Ma se me lo chiedi, allora non lo so
più”.
Il tempo del senso comune:
Kant: “il tempo non è qualcosa di oggettivo, ma una
condizione soggettiva necessaria…”
Il tempo della fisica:
Newton: il tempo e lo spazio sono assoluti
Einstein: lo spaziotempo è relativo
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Bibligrafia:
• Pietro Greco, Einstein e il ciabattino, Editori Riuniti
• Brian Greene, L’Universo elegante, Einaudi
• Antonio Caforio / Aldo Ferilli, Fisica 3, Le Monnier
• G. Pacchioni, Quanto è piccolo il mondo, Zanichelli
• Angelo Diotti, Sergio Dossi, Franco Signoracci, Millennium
3, Sei
• Cioffi, Luppi, Vigorelli, Zanette, Bianchi, De Pasquale,
O’Brien, I filosofi e le idee 2, Mondadori
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