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La gravità emerge dalle informazioni quantistiche, dicono i fisici
Una delle nuove idee più calde in fisica è che la gravità è un fenomeno emergente; che in qualche modo nasce dalla complessa interazione di cose più semplici.
Qualche mese fa, Erik Verlinde dell'Università di Amsterdam ha presentato una di queste idee che ha preso d'assalto il mondo della fisica. Verlinde ha suggerito che la gravità è semplicemente una manifestazione di entropia nell'Universo. La sua idea si basa sulla seconda legge della termodinamica, che l'entropia aumenta sempre nel tempo. Suggerisce che le differenze di entropia tra le parti dell'Universo generano una forza che ridistribuisce la materia in un modo che massimizza l'entropia. Questa è la forza che chiamiamo gravità.
La cosa eccitante dell'approccio è che semplifica notevolmente l'impalcatura teorica che supporta la fisica moderna. E mentre ha i suoi limiti, ad esempio genera le leggi di gravità di Newton piuttosto che quelle di Einstein, ha anche alcuni vantaggi, come la capacità di spiegare la grandezza dell'energia oscura con cui lottano le teorie convenzionali della gravità.
Ma forse l'idea più potente che emerge dall'approccio di Verlinde è che la gravità è essenzialmente un fenomeno di informazione.
Oggi, questa idea riceve un utile impulso da Jae-Weon Lee della Jungwon University in Corea del Sud e da un paio di amici. Usano l'idea dell'informazione quantistica per derivare una teoria della gravità e lo fanno seguendo un approccio leggermente diverso da Verlinde.
Al centro della loro idea c'è la delicata domanda su cosa succede alle informazioni quando entrano in un buco nero. I fisici si sono interrogati su questo per decenni con scarso consenso. Ma una cosa su cui sono d'accordo è il principio di Landauer: cancellare un po' di informazione quantistica aumenta sempre l'entropia dell'Universo di una certa piccola quantità e richiede una quantità specifica di energia.
Jae-Weon e co. presumono che questo processo di cancellazione debba avvenire all'orizzonte del buco nero. E se è così, lo spaziotempo deve organizzarsi in modo da massimizzare l'entropia in questi orizzonti. In altre parole, genera una forza simile alla gravità.
È intrigante per diversi motivi. In primo luogo, Jae-Weon e co. presumono l'esistenza dello spaziotempo e della sua geometria e si chiedono semplicemente quale forma debba assumere se le informazioni vengono cancellate agli orizzonti in questo modo.
Per la prima volta mette in relazione anche la gravità con le informazioni quantistiche. Negli ultimi anni molti risultati della meccanica quantistica hanno evidenziato il ruolo sempre più importante che l'informazione sembra svolgere nell'Universo.
Alcuni fisici sono convinti che le proprietà dell'informazione non derivino dal comportamento di portatori di informazione come fotoni ed elettroni ma viceversa. Pensano che l'informazione stessa sia la roccia spettrale su cui è costruito il nostro universo.
La gravità è sempre stata una mosca in questo unguento. Ma la crescente consapevolezza che anche qui l'informazione gioca un ruolo fondamentale, potrebbe aprire la strada al tipo di unificazione tra la meccanica quantistica e la relatività che i fisici hanno sognato.
Rif: arxiv.org/abs/1001.5445 : Gravità dalle informazioni quantistiche