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 Oggetto del messaggio: Esperimento Universo come Ologramma
Messaggio da leggereInviato: sab 3 set 2011, 15:02 
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Iscritto il: dom 20 dic 2009, 16:48
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Nel 2008, l’astrofisico e fisico delle particelle Craig Hogan, che lavora al Fermilab, ha fatto una proposta che ha dell’incredibile: Forse l’Universo tridimensionale in cui sembra che viviamo, non è altro che un ologramma. Ma fino ad ora è restata poco più di una ipotesi su una lavagna. Adesso però, Hogan sta costruendo l’orologio più preciso di tutti i tempi, per misurare in maniera diretta lo spazio tempo, e mettere alla prova in laboratorio la sua ipotesi, della realtà come soltanto un illusione.
Vista attraverso uno dei tubi dell'esperimento GEO600, in Germania, che ha rilevato i disturbi che Hogan attribuisce allo spaziotempo "pixelloso". Credit: Max Planck Institute for Gravitational Physics8Leibniz Universitat Hannover
L’idea che lo spazio tempo potrebbe non essere interamente liscio, come un immagine digitale che diventa sempre più pixellosa quando si zooma, è stata precedentemente avanzata da Stephen Hawking e altri fisici. Le possibile prove per questo modello sono apparse l’anno scorso durante un esperimento condotto in Germania, chiamato GEO600, che presentava un rumore apparentemente senza causa conosciuta. L’esperimento serviva per rilevare le onde gravitazionali causate dai buchi neri. Per Hogan, questo rumore suggerisce che l’esperimento tedesco è inciampato sul limite più basso della “risoluzione in pixel” dello spaziotempo.
La fisica dei buchi neri, in cui lo spazio ed il tempo sono molto compressi, fornisce una base matematica che mostra come la terza dimensione potrebbe non esistere affatto. In questa versione a due dimensioni dell’Universo, quella che noi percepiamo come terza dimensione sarebbe in realtà soltanto la proiezione del tempo legato alla profondità. Se questo fosse vero, l’illusione può essere mantenuta solamente finché non viene trovato uno strumento abbastanza sensibile da scoprire i suoi limiti.
“Non la si può percepire perché nulla viaggia più veloce della luce”, spiega Hogan. “Questa versione olografica dell’universo apparirebbe come se la guardaste seduti su un fotone.”
Non tutti tuttavia sono d’accordo con quest’idea. La sua fondazione si basa su matematica piuttosto che dati, come spesso succede nella fisica teorica. E anche se un universo olografico riuscirebbe a rispondere a moltissime questioni riguardo alla fisica dei buchi neri e altri paradossi, va contro la geometria classica, che richiede un universo con continuo spaziotempo liscio.
“Quindi quello che vogliamo fare, è costruire una macchina che possa effettuare la misurazione più sensibile mai fatta dello spaziotempo stesso.” ha dichiarato Hogan. “Questo strumento si chiama “olometro”.
Il nome “olometro” è stato per la prima volta usato per uno strumento creato durante il 17essimo secolo, uno”strumento per fare tutte le misurazioni, sia della terra che dei cieli”. Hogan pensa che sia perfetto come nome per quello che cercherà di fare lui con il suo “interferometro olografico”, che è attualmente in costruzione presso il Fermilab, il più grande laboratorio basato sui laser del mondo.
Nel caso di un classico interferometro, strumento sviluppato per la prima volta nella seconda metà dell’800, un raggio laser in un vuoto colpisce uno specchio chiamato “beamsplitter” cioè, lo “dividi raggio”, che rompe il fascio di luce in due. I due raggi viaggiano a differenti angolazioni lungo le braccia dello strumento prima di colpire gli specchi alla fine di queste e venir riflesse per fare il viaggio inverso.
Dato che la luce nel vuoto viaggia a velocità costante, i due raggi dovrebbero arrivare indietro precisamente nello stesso momento, con le onde in perfetta sincronia, per formare un singolo raggio. Qualsiasi vibrazione che interferisce cambierebbe la frequenza delle onde anche di pochissimo, ma farebbe si che quando arrivano alla fine, non siano in sincronia.Nel olometro, questa perdita di sincronia, sarà dovuta allo spaziotempo stesso, un po come il rumore di fondo della radio mentre si cambia stazione.
Lo spaziotempo nel modello di Hogan è rappresentato come onde(linee verticale in questo grafico)che viaggiano in una direzione(linea blu). Le onde si spostano per via dell'incertezza nel loro momento, come previsto dalla teoria quantistica. L'incertezza potrebbe essere misurabile come rumore.
La precisione dell’olometro significa che non serve che sia enorme. Infatti con i suoi 40 metri in lunghezza, è 100 volte più piccolo dei attuali interferometri usati, che misurano le onde gravitazionali provenienti dai buchi neri e dalle supernova,eppure dato che le frequenze dello spaziotempo sono cosi rapide, sarà ben 7 volte più preciso nel misurare intervalli corti, di qualsiasi orologio atomico in esistenza.
“Le vibrazioni dello spaziotempo avvengono a frequenze di 1 milione di volte per secondo, 10001 volte più di quanto qualsiasi orecchio umano può percepire.” ha spiegato il fisico sperimentale del Fermilab, Aaron Chou, il cui laboratorio sta sviluppando alcuni prototipi per l’olometro. “Alla materia non piace essere scossa a queste velocità. Si potrebbero ascoltare le frequenze gravitazionali con le cuffie auricolari. “
Il trucco, spiega Chou, sta nel provare che le vibrazioni non provengono dallo strumento o da altre cause. Usando una tecnologia simile a quella delle cuffie che eliminano il rumore, diversi sensori saranno posizionati fuori dallo strumento per rilevare le vibrazioni e muoveranno lo specchio alla stessa frequenza per cancellarle.Se ci sono ancora vibrazioni che rimangono a queste frequenze, queste saranno prova diretta delle vibrazioni dello spaziotempo.
“Grazie alle lunghe braccia dell’olometro, riusciremmo a vedere sotto una lente di ingrandimento tutti i pixel dello spaziotempo”, ha spiegato Chou.
Al team di Hogan l’ideal dell’olometro è piaciuta cosi tanto che hanno deciso di costruirne due. Uno sopra l’altro, cosi che le due macchine possano confermare l’una le misurazioni dell’altra.
Questo mese, avendo costruito con successo un prototipo lungo un metro, inizieranno a mettere insieme le varie parti del progetto finale. Hogan si aspetta di iniziare a raccogliere i primi dati già dal prossimo anno.
“Le persone che cercano di legare insieme la realtà non hanno mai dati, solo tantissima, e bellissima matematica.” ha spiegato Hogan. “La speranza nostra è di dare loro anche qualche dato in più con cui lavorare.”
http://www.symmetrymagazine.org/breakin ... -universe/


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