Spazio, Tempo e Materia e il loro rapporto con l’infinito per spiegare le divergenze dell’infinitamente piccolo e le singolarità dell’infinitamente grande.

1. Il Racconto di una spiegazione
scientifica
G. Mazzitelli - Frascati Scienza
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare

2. i protagonisti

3. ἄπειρον, ápeiron, illimitato, infinito, indefinito…

4. Sempre caro mi fu quest'ermo colle,
E questa siepe, che da tanta parte
Dell'ultimo orizzonte il guardo esclude.
Ma sedendo e mirando, interminati
Spazi di là da quella, e sovrumani
Silenzi, e profondissima quiete
Io nel pensier mi fingo; ove per poco
Il cor non si spaura. E come il vento
Odo stormir tra queste piante, io quello
Infinito silenzio a questa voce
Vo comparando: e mi sovvien l'eterno,
E le morte stagioni, e la presente
E viva, e il suon di lei. Così tra questa
Immensità s'annega il pensier mio:
E il naufragar m'è dolce in questo mare.

5. kenòn, il vuoto, lo spazio…

6. ἄτομος, àtomos, indivisibile…

7. La teoria più bella

8. paradosso di Olbers (Keplero 1610): poche il celo e’ buio di notte;
paradosso di Balnqui: duplicazione degli esseri

9. x’=vt+x… e le forze apparenti?

10. la velocità della luce diventa un limite invalicabile,
il tempo non è più universale

11. è possibile concepire uno spazio finito senza confini

12. x’ = vt+x
spazio
tempo
spazio-tempo materia
spazio e tempo infiniti
spazio e tempo
limitati dal cono di luce
spazio tempo limitati dal cono di
luce e dalla curvatura dovuta alla materia

14. E.A. Poe… e l’intuizione che guadare allo spazio lontano
e come osservare il nostro universo nel passato

16. La spiegazione di una
esperienza

18. 1600-1900 1915
1919 1960
Pound-Rebka
1974
Hulse-Taylor
1971
Terra-Venere; Viking
2016
1930
Hubble

20. dalle singolarità alle
divergenze

21. «Achille, simbolo di rapidità, deve raggiungere la
tartaruga, simbolo di lentezza. Achille corre dieci
volte più svelto della tartaruga e le concede dieci
metri di vantaggio. Achille corre quei dieci metri e la
tartaruga percorre un metro; Achille percorre quel
metro, la tartaruga percorre un decimetro; Achille
percorre quel decimetro, la tartaruga percorre un
centimetro; Achille percorre quel centimetro, la
tartaruga percorre un millimetro; Achille percorre
quel millimetro, la tartaruga percorre un decimo di
millimetro, e così via all'infinito; di modo che Achille
può correre per sempre senza raggiungerla».
Jorge Luis Borges

23. le leggi della meccanica quantistica “non descrivono cosa
succede a un sistema fisico, ma come un sistema fisico viene
percepito da un’altro sistema fisico”
C. Rovelli, Sette Brevi lezioni di Fisica

24. il modello standard
Bosone
di Higgs
MeidatoridiForze
Zbosone
Wbosone
γ
fotone
g
gluone
Famiglie di materia
τtau
νττ-neutrino
bbottom
ttop
III
µmuone
νµ
µ-neutrino
sstrange
ccharm
II
eelettrone
νe
e-neutrino
ddown
up
u
I
LeptoniQuarks
fermioni bosoni

25. La Teoria dei Campi
“non importa cosa interagisce ma come interagisce”

26. Campi, Forze, Simmetrie e Costanti

27. “il modello standard non è mai stato preso sul serio dai fisici […] a prima
vista ha l’aria rappezzata e raccogliticcia” dove campi, forze, costanti e
simmetrie non sono di per se giustificati aprendo “infiniti” dubbi
C. Rovelli, Sette Brevi lezioni di Fisica

29. 10-35 m - 10-43 s
una nuova teoria scaturisce spesso dalla eliminazione di
un infinito che a sua volta fa emergere nuove singolarità
(relatività generale) o divergenze (fisica quantistica)

31. • 13,8 miliardi di anni fa nasce l’Universo.
• 4,5 miliardi di anni fa nasce la Terra.
• 2 milioni di anni fa nasce l’Uomo.
• 6000 anni fa iniziamo a tramandare la nostra Storia
• 2400 anni fa Democrito ipotizza l’esistenza degli atomi e Aristotele
pensa uno dei primi e più noti modelli cosmologici: geocentrico i cui
elementi sono terra, acqua, aria e fuoco.
• 400 anni fa scopriamo di non essere al centro dell’universo, forse
anche di non essere soli.
• 100 anni fa scopriamo le particelle elementari, lo spazio si curva e il
tempo non è universale.
• 50 anni fa scopriamo che non è tanto importante quello che
interagisce, ma come interagisce.
• oggi spieghiamo poco più del 4% di quello che vediamo e
tocchiamo…

32. bibliografia
• Sette brevi lezioni di fisica, C. Rovelli ADELPHI
• Finito o Infinito, J.P. Luminet, M. Lachieze-Rey, Le Scienze
• Il primo libro di filosofia della scienza, S. Okasha, Enaudi
• Fisica Sperimentale del Campo Gravitazionale, G. Pizzetta, NIS
• Anche i fisici sono filosofi: il ruolo della filosofia nella fisica moderna - http://
www.lescienze.it/news/2015/05/16/news/
discussione_fisici_filosofi_filosofia_morta_viva-2611425/
• Ringraziamenti particolari a F. Ricci e P. Puppo per il supporto con alcuni
materiali sulle OG, e al web e ai sui autori di immagini e testi (es Wikipedia).