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Il Caldo Assoluto e i Limiti della Fisica moderna · SCENARIO Mr Camp (Podcast Deep Dive)

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  Speaker 2: Benvenuti a questo nuovo approfondimento. Oggi ci imbarchiamo in un
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  Speaker 2: viaggio che ci porterà letteralmente ai confini estremi della realtà.
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  Speaker 2: Andiamo a caccia di un mistero cosmico che manda in
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  Speaker 2: tilt la nostra comprensione dell'universo. Sappiamo tutti benissimo che c'è
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  Speaker 2: un limite a quanto le cose possano diventare fredde. Ma
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  Speaker 2: che dire del caldo? Esiste per caso un tetto massimo
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  Speaker 2: di temperatura oltre il quale le leggi della fisica semplicemente
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  Speaker 2: si sgretolano? Tenetevi forte, perché questa indagine ci porterà dai
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  Speaker 2: frammenti più minuscoli dello spazio- tempo fino alle condizioni esatte in
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  Speaker 2: cui è nato l'universo. Allora, partiamo subito con la domanda
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  Speaker 2: da un milione di dollari. Esiste o non esiste una
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  Speaker 2: temperatura massima raggiungibile? Mentre il limite inferiore del termometro è
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  Speaker 2: un territorio che conosciamo e capiamo alla perfezione, la cima
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  Speaker 2: della scala termica è un vero e proprio giallo cosmico.
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  Speaker 2: Pensate che nel nucleo del nostro Sole arriviamo a circa 15
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  Speaker 2: milioni di gradi. Sembra tantissimo, no? Beh, è un'inezia in
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  Speaker 2: confronto a ciò di cui stiamo per parlare. Nei nostri
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  Speaker 2: laboratori creiamo temperature altissime e nello spazio non serviamo di
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  Speaker 2: ancora più spaventose, ma il limite assoluto? Quello rimane un
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  Speaker 2: mistero totale. Fino ad oggi non abbiamo mezza prova sperimentale
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  Speaker 2: di esserci anche solo avvicinati a un tetto massimo. Punto numero 1.
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  Speaker 2: Il limite del freddo. Per capire esattamente dove stiamo andando,
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  Speaker 2: dobbiamo prima stabilire da dove partiamo. Mettiamo a confronto questi
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  Speaker 2: due estremi. Da un lato abbiamo lo zero assoluto, ovvero 0 Kelvin,
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  Speaker 2: circa meno 273 gradi Celsius. Alla base, la temperatura non è
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  Speaker 2: altro che movimento, l'energia cinetica delle molecole. Se raffreddi un gas,
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  Speaker 2: le particelle rallentano fino a fermarsi. C'è solo un dettaglio.
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  Speaker 2: Lo zero assoluto è teoricamente irraggiungibile. Più ti avvicini, più
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  Speaker 2: entra in gioco la meccanica quantistica, che ci impedisce di
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  Speaker 2: raggiungere lo zero termico perfetto. Ma almeno sappiamo che è lì.
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  Speaker 2: Dall'altro lato, invece, abbiamo il vuoto totale. Non abbiamo letteralmente
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  Speaker 2: alcuna prova sperimentale che esista un limite massimo opposto. È
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  Speaker 2: un abisso teorico assoluto in cui dobbiamo inoltrarci. Sezione 2. L'illusione
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  Speaker 2: della velocità. Davanti a questo abisso teorico è facilissimo fare
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  Speaker 2: deduzioni che sembrano perfette, ma che sono in realtà delle
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  Speaker 2: trappole pazzesche. Proviamo a seguire questo ragionamento per un momento. Passo 1.
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  Speaker 2: Abbiamo appena detto che la temperatura è legata alla velocità
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  Speaker 2: delle particelle. Più vanno veloci, più fa caldo. Passo 2. La
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  Speaker 2: relatività di Einstein ci dice chiaramente che c'è un limite
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  Speaker 2: di velocità invalicabile nell'universo, la velocità della luce. Passo 3. Ed
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  Speaker 2: ecco la conclusione logica. Se la velocità non può aumentare all'infinito,
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  Speaker 2: allora la temperatura non può aumentare all'infinito. Torna tutto, vero?
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  Speaker 2: Sembra una deduzione inattaccabile. Un limite di velocità cosmico dovrebbe
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  Speaker 2: matematicamente garantirci un limite di temperatura cosmico. E invece, sbagliato,
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  Speaker 2: questo ragionamento fallisce clamorosamente perché si dimentica di un minuscolo
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  Speaker 2: ma fondamentale dettaglio, l'energia relativistica. Man mano che una particella
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  Speaker 2: si avvicina alla velocità della luce, la sua energia non
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  Speaker 2: smette affatto di crescere, anzi, esplode verso l'infinito. E dato
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  Speaker 2: che la temperatura è legata a questa energia totale, e
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  Speaker 2: non solo alla nuda e cruda velocità, una particella potrebbe
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  Speaker 2: raggiungere temperature tendenti all'infinito semplicemente avvicinandosi sempre di più alla
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  Speaker 2: velocità della luce. Insomma, l'illusione della velocità non ci fornisce
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  Speaker 2: proprio nessun limite. Dobbiamo cercare altrove. Capitolo 3 Il muro di Planck.
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  Speaker 2: Per trovare il vero colpevole dobbiamo smettere di guardare le
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  Speaker 2: singole molecole che rimbalzano in giro e concentrarci sul tessuto
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  Speaker 2: stesso dello spazio- tempo. Il segreto si nasconde in un concetto pazzesco,
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  Speaker 2: la lunghezza di Planck. Stiamo parlando di una scala dimensionale
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  Speaker 2: così assurdamente piccola che rappresenta di fatto il pixel base
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  Speaker 2: della nostra realtà. Per darvi un'idea pratica, se prendessimo un
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  Speaker 2: singolo atomo e lo ingrandissimo fino a renderlo grande quanto
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  Speaker 2: l'intero universo osservabile, beh, la lunghezza di Planck sarebbe grande
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  Speaker 2: all'incirca come un essere umano, roba da far girare la testa.
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  Speaker 2: Finché restiamo su scale più grandi, la fisica funziona a meraviglia,
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  Speaker 2: ma se proviamo a scendere sotto questa misura, l'intera impalcatura
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  Speaker 2: della scienza contemporanea si disintegra. C'è il fortissimo sospetto che
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  Speaker 2: lo spazio stesso sia fatto a scatti, a pixel, e
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  Speaker 2: che non esista una distanza più piccola di questa in natura.
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  Speaker 2: A quella scala microscopica succede il finimondo. Normalmente noi teniamo
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  Speaker 2: separati i due regni, le forze nucleari e l'elettromagnetismo da
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  Speaker 2: una parte e la gravità dall'altra. Ma quando ci avviciniamo
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  Speaker 2: alla lunghezza di Planck, queste interazioni collidono. Le quattro forze
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  Speaker 2: fondamentali dell'universo si fondono in un unico, caotico e incomprensibile minestrone.
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  Speaker 2: Il risultato? Non abbiamo la più pallida idea di come
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  Speaker 2: funzioni la fisica lì dentro. Le nostre migliori equazioni ci
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  Speaker 2: restituiscono solo un mucchio di risultati privi di senso. Punto 4.
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  Speaker 2: Radiazione e temperatura. Ma come diavolo si collega questo microscopico
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  Speaker 2: pixel dello spazio all'idea di un calore estremo? È qui
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  Speaker 2: che i pezzi del puzzle iniziano a incastrarsi. Facciamo un
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  Speaker 2: bel respiro e seguiamo questa catena logica. Sappiamo bene che
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  Speaker 2: un corpo, quando si scalda, emette radiazione. Più la temperatura sale,
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  Speaker 2: più la frequenza di questa radiazione aumenta. E se la
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  Speaker 2: frequenza sale, la lunghezza d'onda di conseguenza si accorcia. Quindi,
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  Speaker 2: fa più caldo, la lunghezza d'onda diventa più piccola. Ora,
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  Speaker 2: immaginate che la temperatura continui a salire all'infinito. La lunghezza
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  Speaker 2: d'onda diventerebbe sempre più piccola, sempre più piccola, finché non
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  Speaker 2: si scontra contro un muro. Esatto, il muro della lunghezza
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  Speaker 2: di Planck. Per far salire ancora la temperatura, la lunghezza
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  Speaker 2: d'onda dovrebbe diventare più piccola del pixel base dell'universo. Ma
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  Speaker 2: abbiamo appena detto che lo spazio non si può dividere
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  Speaker 2: oltre quel punto. Quindi, signore e signori, la temperatura non
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  Speaker 2: può aumentare all'infinito. Boom! Capitolo 5. Il caldo assoluto. Questo fantastico
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  Speaker 2: limite spaziale ci porta dritti al calcolo matematico della nostra
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  Speaker 2: risposta definitiva. Eccolo qua, il caldo assoluto. Se facciamo i
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  Speaker 2: calcoli matematici prendendo la lunghezza di Planck come il limite
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  Speaker 2: minimo invalicabile per le lunghezze d'onda, salta fuori un numero
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  Speaker 2: che ha dell'incredibile. 1,4 per 10 alla 32 Kelvin. Per intenderci, è
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  Speaker 2: un 14 seguito da 31 zeri. È un numero talmente colossale da
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  Speaker 2: essere inconcepibilmente lontano da qualsiasi fenomeno terrestre o da qualsiasi
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  Speaker 2: esplosione di supernova che possiamo osservare nell'universo. Questo numero rappresenta, letteralmente,
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  Speaker 2: il limite strutturale del nostro cosmo. Ma c'è una precisazione
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  Speaker 2: super importante da fare qui. Da un lato abbiamo la
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  Speaker 2: temperatura di Planck, questo limite assoluto dove lo spazio- tempo si rompe.
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  Speaker 2: Dall'altro c'è un'altra soglia interessantissima per la materia, chiamata temperatura
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  Speaker 2: di Hagedorn. Molto molto prima di avvicinarci al muro di Planck,
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  Speaker 2: se raggiungiamo la temperatura di Hagedorn, tutta la materia normale
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  Speaker 2: si fonderebbe. Gli atomi e le particelle perderebbero le loro
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  Speaker 2: caratteristiche e diventerebbero un plasma stranissimo ed esotico di quark
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  Speaker 2: e gluoni. Però, attenzione, a livello teorico, questo plasma potrebbe
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  Speaker 2: continuare a scaldarsi, accumulando altra energia. In sintesi, la temperatura
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  Speaker 2: di Hagedorn è il momento in cui la materia si squaglia,
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  Speaker 2: la temperatura di Planck è il momento in cui la
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  Speaker 2: realtà stessa si rompe. E se per un attimo immaginassimo
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  Speaker 2: che la lunghezza di Planck non fosse davvero un muro imbalicabile?
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  Speaker 2: Se potessimo in qualche modo sfondare questa soglia termica assurda? Beh,
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  Speaker 2: entreremo in un regno di condizioni talmente estreme da replicare
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  Speaker 2: praticamente gli istanti iniziali del Big Bang. Ci troveremo di
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  Speaker 2: fronte allo stato originario, violento, primordiale, da cui è scaturito tutto.
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  Speaker 2: Ed è per questo che spingersi verso questi numeri ha senso.
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  Speaker 2: Comprendere questi limiti significa curiosare nei meccanismi più intimi che
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  Speaker 2: hanno permesso a tutto ciò che esiste di prendere forma,
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  Speaker 2: dalle galassie alla nostra stessa biologia. E questo ci lascia
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  Speaker 2: con un interrogativo finale che fa davvero girare la testa.
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  Speaker 2: È vero, non possiamo essere certi al 100% che questo
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  Speaker 2: limite si comporti esattamente così, ma sappiamo per certo che a 1,4
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  Speaker 2: per 10 alla 32 Kelvin la nostra fisica crolla miseramente. Se ci
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  Speaker 2: fosse davvero qualcosa oltre quella temperatura inimmaginabile, cosa diavolo diventerebbe
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  Speaker 2: lo spazio- tempo? Come si comporterebbe un universo in cui le
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  Speaker 2: regole base della gravità non esistono più? È un mistero
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  Speaker 2: affascinante che continuerà a tenerci incollati a studiare il cielo
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  Speaker 2: e le equazioni per le generazioni a venire. Perché l'ignoto,
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  Speaker 2: alla fine, è il motore più potente che abbiamo. E voi,
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  Speaker 2: che ne pensate? Cosa si nasconde oltre il limite assoluto?
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  Speaker 2: Alla prossima!