La gravità entra nel mondo quantistico con una nuova ipotesi che potrebbe sovvertire la "teoria del tutto"

La fisica moderna si basa su due pilastri. Da un lato, la relatività generale, che spiega come la gravità deformi lo spaziotempo; dall'altro, il Modello Standard, che descrive le particelle subatomiche e tre forze fondamentali: elettromagnetica, debole e forte. Sebbene queste due teorie funzionino efficacemente singolarmente, sono incompatibili tra loro.

Questa incompatibilità pone un serio problema quando si tratta di comprendere situazioni estreme, come i buchi neri o il Big Bang. In questi casi, è necessaria una teoria unificata che combini la gravità con i principi della meccanica quantistica. Nonostante i numerosi tentativi – dalla teoria delle stringhe alla gravità quantistica a loop – nessun modello è ancora riuscito a superare questa sfida.

Questo approccio consente l'utilizzo degli stessi strumenti matematici già impiegati nel Modello Standard.

Pertanto, la gravità potrebbe essere integrata in questo quadro unificato, basandosi su simmetrie simili e su principi ben noti della fisica delle particelle.

Il campo dimensionale spazio-temporale

In questa nuova teoria viene introdotto un nuovo tipo di campo: il campo dimensione spazio-temporale. A differenza dei campi tradizionali, come il campo elettrico o magnetico, questo campo non agisce direttamente sulle particelle. Piuttosto, definisce come lo spazio viene "vissuto" in ogni punto dell'universo.

Questo campo scalare assegna un numero a ciascun punto nello spazio e nel tempo, un numero che determina la "dimensione effettiva" dello spazio, ovvero come si propagano le particelle e come viene percepita la gravità. Nella maggior parte dei casi, questo valore è prossimo a quattro, come nel nostro universo, che consiste di tre dimensioni spaziali e una temporale.

Tuttavia, quando questo campo fluttua, può causare sottili cambiamenti nelle leggi della fisica. Ad esempio, potrebbe alterare l'intensità della gravità o modificare il comportamento delle onde gravitazionali. Queste variazioni potrebbero essere rilevate attraverso esperimenti ad alta precisione o osservazioni cosmologiche.

Ciò che è particolarmente interessante è che questa idea non contraddice le nostre attuali conoscenze. Al contrario, considera la teoria di Einstein un caso speciale, offrendo al contempo una spiegazione più generale, applicabile a situazioni estreme come l'interno dei buchi neri o l'universo primordiale.

Come testare questa teoria?

Per quanto elegante possa essere una teoria scientifica, necessita di prove. Pertanto, dovremmo cercare prove che il campo dimensionale esista effettivamente. Ad esempio, se la gravità varia leggermente a seconda del tempo o del luogo, ciò potrebbe essere rilevato da misurazioni estremamente precise della costante gravitazionale G.

Un'altra possibilità sarebbe quella di studiare le onde gravitazionali, come quelle rilevate dagli osservatori LIGO e Virgo. Se la teoria di Partanen è corretta, queste onde potrebbero presentare andamenti diversi da quelli previsti dalla relatività generale. Rilevare tali differenze sarebbe un indizio chiave per confermare questo nuovo approccio.

Possiamo anche cercare indizi nell'universo primordiale. Se il campo dimensionale avesse avuto un ruolo durante l'inflazione cosmica, avrebbe lasciato tracce nella radiazione fossile che permea l'universo oggi. I telescopi attuali, come il James Webb o l'Euclide, potrebbero contribuire a rilevarli.

Infine, a livello microscopico, la teoria prevede lievi correzioni quantistiche nelle interazioni tra particelle. Misurando il momento magnetico dell'elettrone con una precisione ancora maggiore, sarebbe possibile rivelare gli effetti di questo nuovo campo, senza nemmeno lasciare la Terra.

Il valore di una nuova idea

Sebbene questa proposta rimanga per il momento teorica – ovvero priva di prove sperimentali dirette – e, come ogni nuova teoria, necessiti di essere sviluppata, testata e discussa all'interno della comunità scientifica, il suo valore risiede nel fatto che fornisce un nuovo approccio a un problema rimasto irrisolto per decenni.

Naturalmente, se le sue previsioni non vengono verificate o se emergono incongruenze matematiche, la teoria dovrà essere abbandonata o modificata. Questo è il potere della scienza: proporre, testare e correggere: ogni tentativo ci avvicina un po' di più alla comprensione del funzionamento reale dell'universo.

In ogni caso, teorie come quella di Partanen ci ricordano che c'è ancora molto da scoprire e che la gravità, anche se sembra ben compresa, potrebbe nascondere profondi segreti. Forse, osservando più attentamente, scopriremo che lo spaziotempo stesso non è così solido come sembra.