La materia è ciò che costituisce l’universo, ma cosa costituisce la materia? Questa domanda ha rappresentato a lungo un rompicapo per i fisici. Oggi, riprendendo le recenti tendenze della fisica, Jeffrey Eischen e Larry M. Silverberg, docenti della North Carolina State University, hanno delineato una concezione aggiornata con cui affrontare la questione. I due scienziati ipotizzano che la materia non sia fatta di particelle o di onde, credenza comune per molto tempo, ma di frammenti di energia.
In che modo i frammenti di energia sono essenziali per l’universo
Einstein aveva proposto un’integrazione alla sua teoria della relatività generale. Utilizzando gli strumenti matematici a sua disposizione all’epoca, Einstein era stato in grado di spiegare meglio alcuni fenomeni fisici e di risolvere anche un paradosso di lunga data relativo all’inerzia e alla gravità. Ma invece di migliorare la parte relativa alle particelle o alle onde, l’aveva eliminata ipotizzando l’orditura dello spazio e del tempo.
Utilizzando strumenti matematici più recenti, i ricercatori hanno dimostrato una nuova teoria che può descrivere accuratamente l’universo. Invece di basare la teoria sull’orditura dello spazio e del tempo, essi hanno considerato che potrebbe esserci un elemento costitutivo ancora più importante della particella e dell’onda. Gli scienziati sanno che le particelle e le onde sono opposti esistenziali: una particella è una fonte di materia che esiste in un unico punto, le onde esistono ovunque tranne che nei punti che le creano. Il team di ricerca ha ritenuto sensata l’ipotesi dell’esistenza di una connessione di fondo tra di loro.
Tutte le certezze ruotano intorno a un frammento di energia
Matematicamente, c’erano molti elementi costitutivi fra cui scegliere, ma gli studiosi ne hanno cercato uno che avesse le caratteristiche sia della particella che dell’onda: che fosse, cioè, concentrato come la particella ma anche distribuito nello spazio e nel tempo come l’onda. La risposta è stata un elemento che assomiglia a una concentrazione di energia, con una quantità di energia che è più alta al centro e che diminuisce sempre più allontanandosi dal centro.
Con grande sorpresa, la ricerca ha dimostrato che esiste soltanto un numero limitato di modi per descrivere una concentrazione di energia che scorre. Di questi, soltanto uno funziona secondo la definizione matematica che gli scienziati hanno dato di flusso: il cosiddetto frammento di energia. Per gli appassionati di matematica e fisica, il frammento di energia è definito come A = -⍺/r dove ⍺ è l’intensità e r è la funzione di distanza.
Il Sole e Mercurio hanno aiutato a risolvere il problema
Relativamente al problema della precessione di Mercurio, i ricercatori hanno costruito un modello del Sole come un enorme frammento di energia stazionario e di Mercurio come un frammento di energia più piccolo, ma sempre enorme e lento. Al fine di studiare il problema della curvatura della luce, hanno costruito lo stesso modello del Sole, rappresentando però il fotone come un minuscolo frammento di energia che si muove alla velocità della luce. In entrambi i problemi, essi hanno calcolato le traiettorie dei frammenti di energia in movimento, ottenendo le stesse risposte previste dalla teoria della relatività generale.
Il lavoro iniziale ha dimostrato come un nuovo elemento costitutivo sia in grado di modellare con precisione i corpi di tutte le dimensioni, dall’enorme al minuscolo. Laddove le particelle e le onde si sono frantumate, il frammento di blocco di energia ha resistito. Il frammento potrebbe quindi essere un unico blocco potenzialmente universale da cui modellare matematicamente la realtà e l’intero universo.
Ph. credits: SciTechDaily
