E se potessimo creare un Universo? Questa scienziata sta provando a realizzare lo spazio-tempo in laboratorio

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In California, presso la Stanford University, la dottoressa Monika Schleier-Smith sta conducendo un progetto sperimentale audace. Il suo obiettivo è quello di ricreare in laboratorio lo spazio-tempo, ovvero il “tessuto” a quattro dimensioni – tre spaziali e una temporale – che forma il nostro Universo. In un’intervista rilasciata al New Scientist, Schleier-Smith ha espresso la convinzione che i suoi studi, legati alla congettura del principio olografico, possano rivelare come le entità che operano a livello microscopico possano dare origine allo spazio-tempo.

Per comprendere il lavoro di Schleier-Smith, è essenziale ricordare i due principali pilastri della fisica moderna: la relatività generale di Albert Einstein e la meccanica quantistica. Mentre la relatività generale descrive la gravità come una deformazione dello spazio-tempo, la meccanica quantistica si occupa del comportamento delle particelle a livello microscopico. Entrambe le teorie hanno ottenuto conferme sperimentali, ma il tentativo di unificarle in un quadro teorico generale che includa anche la gravità quantistica ha finora incontrato ostacoli significativi. Nonostante tre delle quattro forze fondamentali (elettromagnetismo, forza forte e debole) siano state unificate, la gravità rimane ancora un mistero, con la ricerca dell’ipotetico gravitone che non ha ancora portato risultati concreti.

Simulare l’Universo in laboratorio

La teoria delle stringhe è una delle ipotesi esplorate per quantizzare la gravità. Questa teoria, ancora a livello di congettura matematica, suggerisce che ogni particella potrebbe essere una manifestazione di diverse vibrazioni di entità monodimensionali, dette “stringhe”. In parallelo, il principio olografico, proposto inizialmente da Gerardus t’Hooft e sviluppato da Leonard Susskind e Juan Maldacena, suggerisce che l’Universo potrebbe essere una proiezione olografica di una realtà a meno dimensioni. Quest’idea, che collega il mondo delle stringhe e i buchi neri, è affascinante e potrebbe offrire una soluzione al problema della gravità quantistica.

Il lavoro di Schleier-Smith si basa su questi concetti teorici. L’obiettivo della scienziata è simulare in laboratorio il bordo bidimensionale che, secondo il principio olografico, conterrebbe tutte le informazioni necessarie per descrivere un Universo tridimensionale. Utilizzando atomi ultrafreddi in una camera a vuoto e raffreddati a pochi milionesimi di grado sopra lo zero assoluto, la sua équipe sta cercando di modellare un sistema quantistico controllabile. Attraverso la misurazione delle correlazioni tra atomi e l’analisi del loro intreccio, Schleier-Smith spera di ottenere una rappresentazione dello spazio-tempo, fornendo così nuove intuizioni sulla natura della gravità e sul comportamento dei sistemi quantistici entangled.