lo scrigno di prometeo

LO SCRIGNO DI PROMETEO
COLLANA DI DIDATTICA, DIVULGAZIONE E STORIA DELLA FISICA

Direttore
Ettore G
Università degli Studi di Milano
Piero Caldirola International Centre for the Promotion of Science
Comitato scientifico
Sigfrido B
Università degli Studi di Pavia
Giovanni F
Università degli Studi di Ferrara
Marco Alessandro Luigi G
Università degli Studi di Milano
LO SCRIGNO DI PROMETEO
COLLANA DI DIDATTICA, DIVULGAZIONE E STORIA DELLA FISICA
La conoscenza completa delle leggi fisiche è la meta più alta a cui possa aspirare un
fisico, sia che essa abbia uno scopo puramente utilitario. . . sia che egli vi cerchi la
soddisfazione di un profondo bisogno di sapere e la solida base per la sua intuizione
della natura.
Max P
La Fisica ha come scopo capire il rapporto tra l’uomo e la natura,
non solo da un punto di vista scientifico, ma anche filosofico, e ha
cambiato in modo irreversibile la nostra vita tramite le sue ricadute
tecnologiche.
La spiegazione e la divulgazione dei concetti che stanno alla sua base,
dati quasi per scontati, ma lungi dall’essere noti o compresi da molti,
e l’evoluzione delle tecniche sperimentali, che hanno permesso di
scoprire le leggi che regolano i fenomeni naturali e delle teorie via via
elaborate, sono perciò argomenti di studio e riflessione di rilevanza
primaria.
Questa collana si rivolge a chi abbia desiderio di approfondire o discutere questi temi ed è aperta a chi voglia collaborarvi con contributi
originali.
Fausto Intilla
Antigravità
Dalla gravità repulsiva ai propulsori
a curvatura spazio–temporale
Copyright © MMXV
Aracne editrice int.le S.r.l.
www.aracneeditrice.it
[email protected]
via Quarto Negroni, 
 Ariccia (RM)
() 
 ----
I diritti di traduzione, di memorizzazione elettronica,
di riproduzione e di adattamento anche parziale,
con qualsiasi mezzo, sono riservati per tutti i Paesi.
Non sono assolutamente consentite le fotocopie
senza il permesso scritto dell’Editore.
I edizione: maggio 
È una buona cosa che esista la gravità,
altrimenti gli uccelli morti seguiterebbero a svolazzare in cielo.
S W
La fisica è decisamente troppo difficile per i fisici.
D H
Indice

Prefazione

Capitolo I
Una realtà esotica ancora inesplorata
.. Dalla gravità ordinaria alla gravità repulsiva,  – .. Energia gravitazionale e curvatura dello spazio–tempo,  – .. Produrre onde gravitazionali,  – .. Energia negativa,  – .. Massa negativa,  – .. La
quinta forza,  – .. Una risposta dall’antidrogeno,  – .. L’ipotesi di
Villata,  – .. La teoria di Heim , .

Capitolo II
Teorie e applicazioni, tra illusione e realtà
.. I dispositivi giroscopici,  – .. Gli esperimenti di Quirino Majorana,  – .. Gli esperimenti di Eugene Podkletnov,  – .. Gli
esperimenti di Ning Li,  – .. Dall’elettrogravità all’elettroidrodinamica,  – .. Propulsori magnetoidrodinamici,  – .. Il propulsore a
curvatura spazio–temporale, .

Capitolo III
Una lunga storia di misteri mai svelati
.. Gravity Control: La ricerca negli USA (–),  – .. Il TR–B
(Astra), un mistero ventennale, .

Appendice

Bibliografia

Sitografia

Prefazione
Oggigiorno, scrivendo il termine “antigravità”, non si può tralasciare
di metterlo tra virgolette, poiché dopo circa sessant’anni di studi e
ricerche (ufficiali) su quella tanto agognata e misteriosa forza complementare alla gravità (e soprattutto in grado di contrastarla), gli
indizi a favore di una sua possibile esistenza, sono ancora assai scarsi
(perlomeno nell’ambito della ricerca accademica ufficiale, dunque
civile). Il termine “antigravità” quindi, in tutti questi anni, non ha
mai potuto assumere una vera e propria connotazione scientifica;
proprio perché risulta assai improbabile che in natura possa esistere
una forza simile (anche se alcune soluzioni della relatività generale,
basate su concetti assai speculativi come massa ed energia di segno
negativo, suggerirebbero la sua esistenza). I fisici quantistici, dal canto
loro, nell’ambito della teoria quantistica dei campi, hanno postulato
l’esistenza dei gravitoni; un insieme di particelle elementari senza
massa, in grado di mediare la forza di gravità. Tuttavia, la possibilità
di creare o distruggere queste particelle non è ancora chiara.
A tutt’oggi comunque, nonostante siano stati numerosi i tentativi
di rilevare sperimentalmente tale particella, il gravitone non è mai
stato identificato (per cui risulta assai dubbia anche la sua esistenza
teorica). Tutti i tentativi di formulare una semplice teoria della gravità
quantistica, sino ad oggi hanno sempre fallito.
Dunque per ora, senza dei riscontri sperimentali di un certo spessore, possiamo solo basarci sulle succitate soluzioni speculative della
relatività generale di Einstein (che prevedono l’utilizzo di materia
esotica, quali masse ed energie negative), per supporre non l’esistenza
di una forza complementare alla gravità (l’antigravità, appunto), bensì
l’esistenza di una gravità repulsiva (dunque non ordinaria; difficilmente riscontrabile in natura e ancor più da creare artificialmente negli
attuali laboratori e centri di ricerche).
Nel breve excursus a carattere divulgativo presentato in questo volume, si partirà dunque dal concetto di gravità repulsiva, fino ad arrivare


Prefazione
alle teorie più controverse e speculative sulla possibilità di modificare lo spazio–tempo (per compiere dei viaggi interstellari a velocità
superluminali) con i cosiddetti “propulsori a curvatura”; passando
per l’elettroidrodinamica e la più complessa e promettente, magnetoidrodinamica (senza tralasciare tutte quelle teorie ed invenzioni,
purtroppo mai risultate applicabili, brevettate nella seconda metà del
secolo scorso). Verranno inoltre esposti i dettagli tecnici dei tentativi
sperimentali di scoprire un’eventuale “forza antigravitazionale”, compiuti fino alla fine degli anni Novanta da alcuni scienziati di diverse
nazionalità, nell’ambito dei materiali superconduttori.
Tale excursus si conclude infine con un rapporto sui personaggi, le
società e le industrie aeronautiche (militari e civili) che dal  al ,
sono state coinvolte nella ricerca incentrata sul controllo della gravità
e sulle sue possibili applicazioni nell’ambito dell’aeronautica terrestre
e spaziale. Non mancherà inoltre, come dulcis in fundo, proprio nelle
ultime pagine di questo libro, una piccola parentesi su uno degli oggetti
più misteriosi e discussi in ambito ufologico sin dal  (anno in cui
comparve per la prima volta nei cieli del Belgio): il fantomatico “aereo”
di forma triangolare, comunemente noto con il nome di: TR–B Astra
(che secondo alcune ipotesi emerse in campo ufologico, sarebbe stato
sviluppato verso la fine degli anni Ottanta dall’agenzia DARPA del
Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, nell’ambito di uno dei tanti
black projects denominato: Progetto Aurora). Confido che gli argomenti
trattati in questo libro (breve ma essenziale; una caratteristica che
contraddistingue tutti i miei libri), riescano a suscitare l’interesse di
tutte quelle persone che, consciamente oppure no, seguono spesso
quel famoso consiglio di John Archibald Wheeler: « In ogni campo
trova la cosa più strana, quindi esplorala ».
Capitolo I
Una realtà esotica ancora inesplorata
Ci sono i fisici teorici che inventano, deducono, e tirano a indovinare le nuove leggi, ma
non le sperimentano, e ci sono i fisici sperimentali che fanno gli esperimenti, inventano,
deducono e tirano a indovinare.
Richard Feynman
.. Dalla gravità ordinaria alla gravità repulsiva
Poco più di tre secoli fa, in un’opera considerata tra le più importanti
della storia della scienza (Philosophia Naturalis Principia Mathematica, ), Isaac Newton, basandosi sulle leggi di Keplero relative al
movimento dei pianeti, descrisse la legge di gravitazione universale,
formulò le tre leggi universali del movimento e gettò le basi della
meccanica classica. Per la prima volta nella storia dunque, si ebbe una
descrizione esatta della gravitazione, su basi matematiche. La gravità
di Newton però, aveva dei limiti; essa infatti era da intendersi come
una “forza esterna” trasmessa mediante particelle od altri elementi
sconosciuti. Tuttavia, all’inizio del ventesimo secolo, il modello di
Newton venne rimpiazzato da una teoria più completa e dunque assai
più complessa, conosciuta con il nome di: Relatività Generale.
La teoria della Relatività Generale () di Albert Einstein, è attualmente la teoria più accreditata a descrivere la gravità. Proposta
da Einstein dopo circa un decennio di ricerche che seguirono la Relatività Speciale (), la RG è considerata dai fisici teorici come la
più elegante tra le teorie fisiche, basata sull’unificazione dei due concetti classici di tempo e spazio in un unico concetto descritto per via
geometrica: lo spazio–tempo curvo. In RG lo spazio–tempo è curvo
a causa della presenza dei corpi celesti e della loro massa, e più in


Antigravità
generale a causa della presenza delle varie forme di energia, inclusa
quella del campo gravitazionale stesso. In effetti, nella RG la curvatura
è l’espressione diretta del campo gravitazionale: più questo è intenso
e più lo spazio–tempo è curvo. La teoria della relatività generale è alla
base dei moderni modelli cosmologici della struttura a grande scala
dell’Universo e della sua evoluzione.
Le soluzioni geometriche proposte nella teoria della RG, generano
sempre delle forze attrattive, tranne nel caso in cui si è in presenza
di una curvatura iperbolica dello spazio–tempo (dove la gravità si
presenterebbe “invertita”). Questo è sicuramente uno degli aspetti
più controversi della RG, che per molti fisici teorici è sufficiente a
rendere l’antigravità, estremamente improbabile (se non addirittura
impossibile); l’unica eccezione, in cui potrebbe verificarsi una forza
repulsiva alla gravità (l’antigravità, appunto), viene fatta nel caso in
cui determinate circostanze, vengano create artificialmente. I fisici
quantistici, nell’ambito della teoria quantistica dei campi, hanno postulato l’esistenza dei gravitoni; un insieme di particelle elementari
senza massa, in grado di mediare la forza di gravità . Tuttavia, la pos. Se vogliamo unificare le quattro forze della natura, e quindi anche la gravità, diventa
necessario mettere a punto una teoria quantistica della gravitazione, cioè una descrizione
della gravitazione in grado di conciliare la meccanica quantistica e la relatività generale. La
teoria quantistica dei campi, che a tutt’oggi rappresenta la miglior descrizione possibile
del mondo delle particelle elementari e delle interazioni tra di esse, funziona nella metrica
cartesiana e nello spazio–tempo piatto di Minkowski, tipico della relatività ristretta; invece la
Relatività Generale descrive la gravitazione come una curvatura dello spazio–tempo e non
ammette traiettorie multiple, ciascuna delle quali descritte da una funzione d’onda e quindi
da una determinata probabilità. Il conflitto appare a prima vista del tutto insanabile. Il modo
più semplice per combinare le due teorie dovrebbe essere quello di trattare semplicemente
la gravità come un altro campo quantistico. L’elettrodinamica quantistica messa a punto da
Richard P. Feynman (–) descrive tutte le interazioni come uno scambio di particelle
virtuali. Quando due elettroni si avvicinano tra loro, il primo cede al secondo un fotone,
detto “virtuale” perché impossibile da rilevare. Avendo perso un quanto di quantità di moto,
entrambi gli elettroni modificano la propria traiettoria, cambiando direzione come se si
fossero respinti senza toccarsi. Allo stesso modo, allora, l’interazione gravitazionale tra
due particelle dotate di massa dovrebbe essere mediata da una particella virtuale chiamata
gravitone, di massa nulla e spin , in modo da dare vita ad una forza di raggio infinito ed
unicamente attrattiva. Ben presto però ci si accorse che, se le cose stessero così, il gravitone
dovrebbe operare in maniera simile al fotone. Ma nell’elettrodinamica quantistica i fotoni
agiscono direttamente l’uno sull’altro e sulle particelle cariche, mentre la gravità è prodotta
da qualsiasi forma di energia per via dell’equazione di Einstein E = mc ; inoltre, tutti i
tentativi di fondare una teoria quantistica coerente per la gravitazione si sono scontrati con
il problema della rinormalizzazione: i quanti di gravità si attrarrebbero reciprocamente e il
. Una realtà esotica ancora inesplorata

sibilità di creare o distruggere queste particelle non è ancora chiara.
A tutt’oggi comunque, nonostante siano stati numerosi i tentativi di
rilevare sperimentalmente tale particella, il gravitone non è mai stato
identificato (per cui risulta assai dubbia anche la sua esistenza teorica). Tutti i tentativi, di formulare una semplice teoria della gravità
quantistica, sino ad oggi hanno sempre fallito.
Anche se apparentemente sembrerebbe che l’antigravità non rispetti le leggi della Relatività Generale (RG), molti studi sono comunque
indirizzati verso la ricerca di soluzioni in grado di produrre effetti di
tipo antigravitazionale. Molte teorie formulate di recente, si sono aggiunte alla RG, estendendone i concetti fondamentali oppure in alcuni
casi, sostituendola radicalmente. Alcune di queste teorie, presentano
soluzioni che consentono l’esistenza dell’antigravità. Tuttavia, in base
all’attuale stato dell’arte inerente alle odierne conoscenze scientifiche
verificate sperimentalmente, la gran parte della comunità scientifica
considera altamente improbabile l’esistenza dell’antigravità.
La Relatività Generale è ben accetta tra i fisici perché essa è, allo
stato attuale, la teoria con il più alto grado di verifica sperimentale.
Tuttavia, ci sono aspetti della RG che ancora non sono stati verificati.
La predizione più elusiva della RG è l’esistenza delle onde gravitazionali. La loro esistenza è verificata in modo indiretto, da osservazioni
astronomiche, ma saranno i risultati di nuovi esperimenti (sulla Terra
e sui satelliti) attualmente in corso (e in via di sviluppo) a confermare
o smentire la loro esistenza in modo diretto.
Lo studio delle onde gravitazionali è assai complesso: esse infatti
sono generate non solo dall’accelerazione della massa, ma anche dalle
velocità e dalle variazioni nel tempo delle accelerazioni ed è inoltre
necessario che la loro distribuzione sia asimmetrica. Un collasso gravitazionale sferico, infatti, non genera onde gravitazionali, mentre
per generare un’onda elettromagnetica è sufficiente che il prodotto
delle cariche per la somma vettoriale delle accelerazioni sia diverso da
zero. In pratica, poi, le onde gravitazionali sono debolissime e questo
loro effetto si sommerebbe a tutte le interazioni, producendo per la forza valori infiniti
che non possono essere rimossi con un artificio matematico, mentre ciò è possibile per le
interazioni elettromagnetiche grazie ad una calibrazione opportuna delle costanti in gioco,
nota come rinormalizzazione. A ciò si aggiunga il fatto che il gravitone trasporta un’energia
piccolissima, e quindi rivelarne gli effetti tramite esperimenti diretti sarebbe tanto difficile
quanto individuare le lievissime perturbazioni indotte dalle onde gravitazionali.

Antigravità
implica che è estremamente difficile rivelarle e studiarle. La potenza
(energia per unità di tempo) di queste onde è infatti inversamente
proporzionale alla quinta potenza della velocità della luce, pertanto
non si può produrle in laboratorio con masse piccole. L’osservazione
della onde gravitazionali deve dunque essere rivolta ad oggetti cosmici,
con strumenti di elevatissima precisione .
Più in generale, per i fisici, un limite fondamentale della RG è
dato dal fatto che rappresenta una teoria “classica”; essa cioè non
tiene conto della natura quantistica che, si ritiene, ogni teoria debba
avere in date circostanze (cioè ad altissime energie). Inoltre, siccome è
stato verificato sperimentalmente che l’elettromagnetismo e la forza
nucleare debole si unificano in un’unica interazione “elettrodebole”
ad energie sufficientemente elevate (ma comunque raggiungibili con
esperimenti sulla Terra), si pensa che ad energie sempre più alte,
prima la forza nucleare forte e poi la gravità debbano unificarsi con le
altre forze fondamentali, in un’unica interazione omnicomprensiva
(la cosiddetta “Teoria del Tutto”) .
Ad energie sufficientemente alte, possibili solo in cosmologia e
forse in alcuni fenomeni astrofisici, si ritiene che la RG debba essere
soppiantata da una teoria quantistica della gravità, di cui la RG rappresenta il limite “a basse energie”. In altre parole, non si tratta tanto di
stabilire se la RG sia “giusta” o “sbagliata”, ma di stabilirne il limite di
validità.
. Per poter generare onde gravitazionali le sorgenti potenziali devono avere momento
di quadrupolo di massa variabile nel tempo. Le onde gravitazionali oscillano con frequenze
comprese in un intervallo che va da − Hz (background stocastico di onde gravitazionali)
a  Hz (buchi neri stellari). A causa della debolezza della radiazione delle sorgenti reali, le
onde gravitazionali non sono finora mai state osservate direttamente. Giove, per esempio
(nonostante sia il pianeta più massivo del Sistema solare), genera onde gravitazionali in
virtù della sua rivoluzione attorno al Sole (con periodo di  anni) con una potenza di solo 
kW e una lunghezza d’onda di  anni–luce. Per la misura diretta delle onde gravitazionali
sono oggi attivi vari rilevatori sulla Terra, che si basano sul principio secondo cui masse
adiacenti colpite da un’onda gravitazionale sono sottoposte ad un’accelerazione relativa.
In teoria, ogni corpo massivo accelerato rappresenta una sorgente di onde gravitazionali.
Tra i processi che potrebbero indicare la presenza di onde gravitazionali misurabili dalla
Terra vi è il moto di sistemi binari, supernovae e stelle di neutroni. Dalle analisi numeriche
si è visto che l’energia irradiata in forma di onde gravitazionali da una stella che collassa
corrisponde a circa l’% della sua massa.
. L’unificazione della forza nucleare forte con la forza elettrodebole, darebbe luogo
alla forza elettronucleare (Teoria della Grande Unificazione). Ad energie ancora più elevate,
è stata teorizzata l’unificazione della forza elettronucleare con la Gravità (Teoria del Tutto).
. Una realtà esotica ancora inesplorata

A tutt’oggi non è stata formulata nessuna teoria soddisfacente che
dia una descrizione quantistica della gravità. Esistono però molte
teorie gravitazionali che generalizzano o modificano la RG, sia per
considerare eventuali effetti quantistici che per proporre altri aspetti
nascosti della RG (per esempio a grandissime distanze, come quelle
in gioco in cosmologia).
Una caratteristica fondamentale della RG (che la distingue dalla
teoria Newtoniana), è che il campo gravitazionale è generato non
solo dalla densità di massa–energia, ma anche dalla pressione ad essa
associata. La gravità, sia Newtoniana che di Einstein, è attrattiva se
è associata ad una decelerazione, ossia ad un’accelerazione negativa.
Nella teoria Newtoniana, l’accelerazione può essere solo negativa, e
quindi la gravità solo attrattiva.
Nella RG invece, siccome la pressione può assumere anche valori
negativi, di conseguenza l’accelerazione può diventare positiva. In
parole povere, nella teoria della RG, se si ha una sufficiente pressione
negativa, la gravità può essere repulsiva . Se dunque per antigravità
intendiamo una gravità repulsiva, questa è possibile nella teoria della
RG, nonché in varie altre teorie che tentano di generalizzare la RG.
Dunque, il termine antigravità è anche talvolta usato per descrivere
una forza gravitazionale repulsiva, invece che attrattiva (come nel caso
della gravità ordinaria); e la sua esistenza, basata su alcune soluzioni
della RG, potrebbe derivare da alcune formulazioni estremamente
speculative, che implicano l’uso di concetti esotici quale ad esempio
l’energia negativa o la massa negativa.
. Le equazioni su cui si basa la Gravità Quantistica a Loop (LQG – Loop Quantum
Gravity) conservano gli aspetti fondamentali della Relatività Generale, come ad esempio
l’invarianza per trasformazioni di coordinate, ma portano le caratteristiche della meccanica
quantistica alle loro estreme conseguenze, arrivando a quantizzare persino lo spazio e il
tempo. Non quindi la materia, l’energia o i campi, ma la stessa tessitura dello spazio–tempo
alla scala di Planck. Lo spazio–tempo quindi, da continuo si trasforma in una sorta di
reticolo di dimensioni infinitesimali. Il punto di forza della Gravità Quantistica a Loop
consiste nella semplicità con cui descrive fenomeni in cui la gravità è particolarmente
intensa, e la struttura discreta diventa dominante. Le equazioni differenziali della Relatività
Generale si trasformano infatti in Equazioni alle Differenze Finite, risolubili per mezzo di
supercomputer. I risultati emersi da queste equazioni sono sorprendenti: la gravità è da
sempre considerata una forza attrattiva, ma le equazioni alle differenze finite suggeriscono
invece che nelle condizioni di altissima densità ed energia che caratterizzano una singolarità,
la gravità si trasformi in una forza repulsiva.

Antigravità
Ipotizzando quindi l’esistenza di una “materia esotica” , potremmo
anche aspettarci che essa abbia un’energia negativa. In fisica, il concetto di energia negativa viene solitamente usato per spiegare la natura
di certi campi (incluso quello gravitazionale e un determinato numero
di effetti di campo quantistico). In teorie molto più speculative, l’energia negativa è implicata nella creazione di cunicoli spazio–temporali
(ponti di Einstein–Rosen o più semplicemente wormholes); che permetterebbero i “viaggi nel tempo”, nonché il sistema di propulsione
Warp Drive per viaggi nello spazio a velocità superluminali (FTL –
Faster Than Light).
.. Energia gravitazionale e curvatura dello spazio–tempo
La forza di attrazione gravitazionale tra due oggetti, rappresenta la
quantità di energia gravitazionale nel campo che li attrae l’uno verso
l’altro. Quando tali oggetti sono indefinitamente distanti l’uno dall’altro (ossia quando la distanza che li separa è molto grande), l’attrazione
gravitazionale e quindi l’energia del campo in questione, si avvicinano
a zero. Nel momento in cui due oggetti massivi si avvicinano l’uno
verso l’altro per effetto della gravità, il moto accelera causando un
aumento dell’energia cinetica positiva del sistema.
Contemporaneamente, attrazione gravitazionale ed energia aumentano anche in ampiezza. Ma la legge di conservazione dell’energia
prevede che l’energia netta del sistema non cambi.
Questo problema può essere risolto solo se il cambiamento in
energia gravitazionale è negativo, annullando così il cambiamento
positivo in energia cinetica. Dal momento che l’energia gravitazionale
risulta essere sempre più forte, questa diminuzione può solo significare
che è negativa.
Man mano che i due corpi si avvicinano, la forza di gravità si sposta
nella direzione di avvicinamento, compiendo un lavoro positivo (ener. Il termine “materia esotica” designa tutta la materia che non si comporterebbe
come la materia barionica. La “materia esotica” sarebbe dunque caratterizzata da una
massa negativa. Sino ad oggi, in nessun esperimento è mai stata rilevata traccia di questo
tipo di materia. Essa permetterebbe inoltre, qualora si riuscisse a dimostrare la sua esistenza
per via sperimentale, di “legittimare” e rendere così più attendibili le attuali teorie sui ponti
di Einstein–Rosen (i cosiddetti cunicoli spazio–temporali o wormholes).
. Una realtà esotica ancora inesplorata

gia che viene ceduta dal sistema delle due masse in avvicinamento
all’ambiente esterno). Per allontanare le due masse invece, dobbiamo
vincere la forza di attrazione e quindi, compiere un lavoro negativo;
in questo caso, è l’ambiente esterno che fornisce energia al sistema
delle due masse che si allontanano.
Ma se la forza di attrazione fra i due corpi diminuisce all’aumentare
della loro distanza, è facile intuire che per non risentire della reciproca
forza di attrazione, devono trovarsi ad una distanza tanto grande da
rendere nulla la forza di attrazione stessa.
Si dimostra matematicamente che questo accade quando la distanza
fra le due masse assume un valore infinito. Per separare definitivamente le due masse, rendendo nulla la loro forza di reciproca attrazione, è
necessario pertanto, portarle a distanza infinita.
L’energia potenziale gravitazionale diventa sempre più grande e
negativa man mano che le due masse si avvicinano ed è nulla all’infinito. Il sistema composto dalle due masse cede energia all’ambiente e
pertanto, le due masse, avendo fornito energia positiva, acquisteranno
energia potenziale negativa.
La moderna teoria della gravitazione, basata sulla teoria della Relatività Generale, interpreta gli effetti della gravitazione come dovuti alla
variazione delle proprietà geometriche dello spazio. La presenza di
una massa altera la metrica dello spazio circostante; questa alterazione
si manifesta, per esempio, con il fatto che in prossimità di una massa
le geodetiche non siano linee rette.
La teoria della relatività generale afferma infatti che lo spazio–tempo
viene più o meno curvato dalla presenza di una massa; un’altra massa
più piccola si muove dunque attorno alla massa più grande, a causa
dell’effetto di tale curvatura. La ricerca attuale è concentrata sulla
natura dello spazio–tempo alla scala di Planck.
La teoria della gravitazione quantistica a loop (QLG), la teoria delle
stringhe e la termodinamica dei buchi neri predicono tutte uno spazio–tempo quantizzato. La teoria della gravità a loop (QLG), propone
addirittura predizioni precise circa la geometria dello spazio–tempo
alla scala di Planck.
Una nuova suggestiva teoria, attribuisce addirittura allo spazio–tempo
(il tessuto fondamentale che regge l’universo), le qualità di un liquido
con una viscosità bassissima (cioè di un superfluido). Se fosse verificata,
questa idea consentirebbe di conciliare la meccanica quantistica con la

Antigravità
teoria generale della relatività (un obiettivo che i fisici teorici inseguono da decenni) . Inoltre, una simulazione al computer mostra che il
tessuto dello spazio–tempo potrebbe essere pieno di difetti topologici,
formatisi quando l’universo era ancora giovane. Finora non sono mai
stati rilevati, ma le loro oscillazioni producono onde gravitazionali,
che potrebbero essere osservate grazie a diversi esperimenti.
Nel mese di gennaio di quest’anno (), un gruppo di ricerca
del laboratorio LENS dell’Università di Firenze e dell’INFN, ha determinato, per la prima volta in modo diretto, la curvatura del campo
gravitazionale indotta da una piccola massa, misurando la caduta nel
vuoto di nubi di atomi di rubidio ultra–freddi.
In termini tecnici, i ricercatori hanno misurato per la prima volta la
derivata seconda; cioè la variazione del gradiente del campo gravitazionale rispetto alla posizione, che corrisponde alla curvatura (questa
quantità fisica è sensibile alla presenza di masse vicine).
Gli scienziati italiani appartenenti a questo gruppo di ricerca, avendo sviluppato dei nuovi sensori quantistici atomici, hanno misurato
dapprima il valore della costante di gravitazione universale G con una
precisione senza precedenti, e poi verificato il principio di equivalenza
(cioè l’uguaglianza tra la massa inerziale e la massa gravitazionale);
infine hanno rivelato la curvatura del campo gravitazionale .
. Molti fisici hanno cercato di risolvere il problema con la “quantizzazione” della
gravità, suddividendo il campo gravitazionale in pezzi più piccoli, proprio come nella
meccanica quantistica si “sbriciolano” molte grandezze in pacchetti discreti, come i livelli
di energia delle particelle. Sono stati fatti molti tentativi per quantizzare la teoria della
gravità: le stringhe e la gravità quantistica a loop sono approcci tra loro alternativi che
possono affermare di aver fatto notevoli progressi. Ma per i fautori dello spazio–tempo
super–fluido, forse non c’è bisogno di quantizzare la gravità: basterebbe infatti quantizzare
soltanto l’oggetto fondamentale che costituisce lo spazio–tempo.
. L’apparato sperimentale utilizzato, è sostanzialmente un’evoluzione dell’apparato
MAGIA, utilizzato nella misurazione della costante di gravitazione universale G. In esso,
nuvole di atomi di rubidio ultra–freddi (cioè raffreddati alla temperatura di pochi milionesimi di grado sopra lo zero assoluto, utilizzando dei raggi laser), vengono lanciate verso
l’alto (nel vuoto) all’interno di una “fontana atomica”. In cima a quest’ultima, è posta una
massa di tungsteno di circa  chilogrammi, che ha la funzione di “massa sorgente” e che
produce la curvatura cercata. Grazie alla tecnica d’interferometria atomica, in modo analogo a quanto si fa con le tecniche interferometriche ottiche, si può rilevare l’interferenza tra
due onde di materia di un atomo, precedentemente separate tra loro da impulsi laser (la
presenza del campo gravitazionale modifica il segnale di interferenza atomica).