Re: Eterno ritorno dell
Inviato da Lord9600XT il 26/1/2013 11:58:55
Riprendo la risposta (comunque, no, nessun danno per il terremoto, solo un attimo di preoccupazione). Probabilmente non dirò tutto ciò che mi era venuto in mente ieri, pardon.
Citazione:
1) Inizio riprendendo il discorso precedente. Se un Universo avesse le stesse identiche leggi fisiche del nostro Universo, non e' assolutamente detto che esso sia identico al nostro, nemmeno nei costituenti presenti. Cio' che potrebbero essere profondamente diversi sarebbero gli accoppiamenti delle interazioni, ovvero potrebbero essere diverse le costanti che definiscono l'intensita' di un'interazione. Se cambi le costanti, puoi cambiare drasticamente il risultato finale anche a parita' di leggi fisiche. Ad esempio, se il neutrone non avesse avuto un tempo di vita cosi' lungo (900 secondi), ma se fosse decaduto in fretta, agli albori non ci sarebbe stato il tempo necessario per la formazione dei primi nuclei atomici (ad esempio, il deutone). Quindi, se tra tutte le interazioni, l'interazione debole fosse un po' meno debole (che e' quella che governa il decadimento del neutrone), avremmo un mondo molto diverso da quello in cui viviamo. Forse non ci saremmo nemmeno noi a parlare qua di 'ste cose.
E questo e' solo un piccolo esempio. Ovviamente, ne puoi costruire quanti te ne pare.
Sono state formulate ipotesi del genere da vari fisici teorici, e puoi trovare un sunto qua: http://en.wikipedia.org/wiki/Multiverse#Tegmark.27s_classification (non me ne vogliano i cagacazzi, ma la pagina in questo caso e' ben fatta).
Veniamo alla domanda vera e propria: le nostre leggi sono contingenti o necessarie? Sono assolutamente contigenti. Per quanto ne sappiamo, non vi e' alcun motivo per cui esse siano cosi, e non vi e' pertanto alcuna necessarieta'.
Tuttavia, supponendo che un Universo diverso dal nostro, benche' dotato della nostra identica struttura matematica (vedi Level IV del link precedente per capire meglio a cosa mi sto riferendo), abbia leggi fisiche differenti, vi sono alcune peculiarita' delle nostre leggi fisiche per cui necessariamente devono essere cosi' per ottenere qualcosa di energeticamente stabile.
Ad esempio, se la forza gravitazionale non fosse inversamente proporzionale al quadrato della distanza, ma avesse una dipendenza differente (ad esempio, 1/r^3), non potremmo avere sistemi stabili. Proprio 1/r^2 è quella giusta dipendenza che permette di costruire sistemi stabili.
Se ad esempio non esistesse il confinamento di colore (ovvero che ogni particella osservabile liberamente in Natura fosse scarica dal punto di vista della carica dell'interazione forte, il colore) potremmo osservare quark liberi, e chissà cosa sarebbe venuto fuori: probabilmente non avremmo avuto così tanti stati con 3 quark (ovvero, protoni e neutroni).
Quindi, riprendo la risposta sulla contingenza e necessarietà. Non vi è alcun motivo per cui l'Universo sia dotato delle leggi che attualmente lo governano, però se vuoi riavere un Universo come il nostro, allora è necessario che ci siano le stesse leggi (con gli stessi accoppiamenti, ovvero con le stesse costanti).
Però, ribadisco che non necessariamente un altro Universo debba avere le stessi leggi che governano il nostro Universo.
2) Occhio a non confondere il "privo di massa" con "privo di dimensione", sono due concetti molto distinti.
Passando alla risposta, il fatto che siano idealmente adimensionali (o comunque vada, estremamente piccoli) non costituisce un problema dal punto di vista sperimentale. Per quanto sia piccolo, l'elettrone interagisce elettromagneticamente con altre particelle e questo ci permette di rivelarlo senza problemi. Il fatto che un qualcosa sia piccolo non costituisce problemi di rivelazione, visto che l'interazione che lo fa interagire con i rivelatori può essere anche enorme.
Il problema semmai è legato al fatto che, siccome stiamo considerando qualcosa di piccolo, allora dobbiamo usare la meccanica quantistica ed abbandonare i concetti classici.
In questo caso, l'interazione modifica necessariamente lo stato di una particella, provocando il collasso della funzione d'onda associata in uno dei suoi stati ammissibili possibili.
Per chiarire: un elettrone può essere deflesso in un campo magnetico per via della interazione del suo spin con il campo. Se lo spin è up, l'elettrone va in sù, viceversa se lo spin è down. A priori uno non sa quale sia lo spin dell'elettrone prima di farlo interagire con il campo, pertanto diremo che lo spin dell'elettrone è dato da una sovrapposizione di stati: up + down. Quando esso interagirà con il campo, la funzione d'onda collassa in uno dei due stati, up o down, producendo la deviazione della particella nel campo, la quale deflessione viene facilmente misurata.
Se uno effettua una sola misura, ci si fa ben poco. Tuttavia, se ripeti la misura un sacco di volte (con tanti elettroni differenti), si nota che circa metà elettroni vanno in su, e metà vanno in giù. E il fatto che, su tanti esperimenti, metà elettroni vadano in su e metà in giù è ben predetto dalla teoria.
Come forse ben sai, in meccanica quantistica non si parla più di risultati certi, bensì di probabilità. Uno calcola la probabilità che accada un certo evento e si trova dagli esperimenti che queste probabilità sono ottimamente rispettate.
Ciò non vuol dire che non esistano esperimenti che diano risultati certi: ad esempio, se uno va a misurare l'elicità di un neutrino* emesso dal decadimento dell'europio in samario, troverà che questa sarà sempre -1 con probabilità pari a 1.
Quindi, il fatto che un oggetto sia idealmente puntiforme non crea problemi di per sé nell'interazione o rivelazione. Il problema è semmai dato dalla meccanica quantistica.
*Per i più smaliziati, l'elicità di un neutrino non può essere un invariante se la loro massa è non nulla, vedi equazione di Dirac, però va oltre lo scopo della discussione.
Citazione:
Due domande OT facoltative ma belle, sull'ermeneutica fisica (chissà se esiste.. se no, dovrebbero inventarla)
1-Le leggi della fisica che governano il nostro universo, secondo te, e occhio che è una domanda tosta, sono necessarie o contingenti? Cioè, in un universo parallello potrebbero esserci tranquillamente altre leggi strane che magari negano i principi della nostra fisica oppure le nostre leggi, in quanto necessarie, saranno per necessità anche quelle degli altri universi possibili? e nel caso siano necessarie, perché lo sono? (oh non mi devi rispondere per forza)
2-Dato che parliamo di enti incorporei, addirittura privi di massa e puramente energetici, è possibile che l'osservatore influisca (come nel caso dell'elettrone) maggiormente che in tutti gli altri esperimenti della fisica classica e che quindi tutti gli esperimenti di fisica quantistica risultino ineluttabilmente falsati dagli scienziati che li effettuano? (in modo involontario, ovvio, per il semplice fatto di osservarli intendo)
Ps. grazie per lo sbattito che ti sei preso
1) Inizio riprendendo il discorso precedente. Se un Universo avesse le stesse identiche leggi fisiche del nostro Universo, non e' assolutamente detto che esso sia identico al nostro, nemmeno nei costituenti presenti. Cio' che potrebbero essere profondamente diversi sarebbero gli accoppiamenti delle interazioni, ovvero potrebbero essere diverse le costanti che definiscono l'intensita' di un'interazione. Se cambi le costanti, puoi cambiare drasticamente il risultato finale anche a parita' di leggi fisiche. Ad esempio, se il neutrone non avesse avuto un tempo di vita cosi' lungo (900 secondi), ma se fosse decaduto in fretta, agli albori non ci sarebbe stato il tempo necessario per la formazione dei primi nuclei atomici (ad esempio, il deutone). Quindi, se tra tutte le interazioni, l'interazione debole fosse un po' meno debole (che e' quella che governa il decadimento del neutrone), avremmo un mondo molto diverso da quello in cui viviamo. Forse non ci saremmo nemmeno noi a parlare qua di 'ste cose.
E questo e' solo un piccolo esempio. Ovviamente, ne puoi costruire quanti te ne pare.
Sono state formulate ipotesi del genere da vari fisici teorici, e puoi trovare un sunto qua: http://en.wikipedia.org/wiki/Multiverse#Tegmark.27s_classification (non me ne vogliano i cagacazzi, ma la pagina in questo caso e' ben fatta).
Veniamo alla domanda vera e propria: le nostre leggi sono contingenti o necessarie? Sono assolutamente contigenti. Per quanto ne sappiamo, non vi e' alcun motivo per cui esse siano cosi, e non vi e' pertanto alcuna necessarieta'.
Tuttavia, supponendo che un Universo diverso dal nostro, benche' dotato della nostra identica struttura matematica (vedi Level IV del link precedente per capire meglio a cosa mi sto riferendo), abbia leggi fisiche differenti, vi sono alcune peculiarita' delle nostre leggi fisiche per cui necessariamente devono essere cosi' per ottenere qualcosa di energeticamente stabile.
Ad esempio, se la forza gravitazionale non fosse inversamente proporzionale al quadrato della distanza, ma avesse una dipendenza differente (ad esempio, 1/r^3), non potremmo avere sistemi stabili. Proprio 1/r^2 è quella giusta dipendenza che permette di costruire sistemi stabili.
Se ad esempio non esistesse il confinamento di colore (ovvero che ogni particella osservabile liberamente in Natura fosse scarica dal punto di vista della carica dell'interazione forte, il colore) potremmo osservare quark liberi, e chissà cosa sarebbe venuto fuori: probabilmente non avremmo avuto così tanti stati con 3 quark (ovvero, protoni e neutroni).
Quindi, riprendo la risposta sulla contingenza e necessarietà. Non vi è alcun motivo per cui l'Universo sia dotato delle leggi che attualmente lo governano, però se vuoi riavere un Universo come il nostro, allora è necessario che ci siano le stesse leggi (con gli stessi accoppiamenti, ovvero con le stesse costanti).
Però, ribadisco che non necessariamente un altro Universo debba avere le stessi leggi che governano il nostro Universo.
2) Occhio a non confondere il "privo di massa" con "privo di dimensione", sono due concetti molto distinti.
Passando alla risposta, il fatto che siano idealmente adimensionali (o comunque vada, estremamente piccoli) non costituisce un problema dal punto di vista sperimentale. Per quanto sia piccolo, l'elettrone interagisce elettromagneticamente con altre particelle e questo ci permette di rivelarlo senza problemi. Il fatto che un qualcosa sia piccolo non costituisce problemi di rivelazione, visto che l'interazione che lo fa interagire con i rivelatori può essere anche enorme.
Il problema semmai è legato al fatto che, siccome stiamo considerando qualcosa di piccolo, allora dobbiamo usare la meccanica quantistica ed abbandonare i concetti classici.
In questo caso, l'interazione modifica necessariamente lo stato di una particella, provocando il collasso della funzione d'onda associata in uno dei suoi stati ammissibili possibili.
Per chiarire: un elettrone può essere deflesso in un campo magnetico per via della interazione del suo spin con il campo. Se lo spin è up, l'elettrone va in sù, viceversa se lo spin è down. A priori uno non sa quale sia lo spin dell'elettrone prima di farlo interagire con il campo, pertanto diremo che lo spin dell'elettrone è dato da una sovrapposizione di stati: up + down. Quando esso interagirà con il campo, la funzione d'onda collassa in uno dei due stati, up o down, producendo la deviazione della particella nel campo, la quale deflessione viene facilmente misurata.
Se uno effettua una sola misura, ci si fa ben poco. Tuttavia, se ripeti la misura un sacco di volte (con tanti elettroni differenti), si nota che circa metà elettroni vanno in su, e metà vanno in giù. E il fatto che, su tanti esperimenti, metà elettroni vadano in su e metà in giù è ben predetto dalla teoria.
Come forse ben sai, in meccanica quantistica non si parla più di risultati certi, bensì di probabilità. Uno calcola la probabilità che accada un certo evento e si trova dagli esperimenti che queste probabilità sono ottimamente rispettate.
Ciò non vuol dire che non esistano esperimenti che diano risultati certi: ad esempio, se uno va a misurare l'elicità di un neutrino* emesso dal decadimento dell'europio in samario, troverà che questa sarà sempre -1 con probabilità pari a 1.
Quindi, il fatto che un oggetto sia idealmente puntiforme non crea problemi di per sé nell'interazione o rivelazione. Il problema è semmai dato dalla meccanica quantistica.
*Per i più smaliziati, l'elicità di un neutrino non può essere un invariante se la loro massa è non nulla, vedi equazione di Dirac, però va oltre lo scopo della discussione.
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