In questo articolo Indice dei contenuti 2 sezioni
Le prime tracce della gravità quantistica potrebbero essere già sotto i nostri occhi, nascoste in un dato che gli astronomi misurano da decenni senza riuscire a farlo quadrare fino in fondo. L’idea arriva da un fisico della Brown University, che propone una lettura alternativa a quella ormai classica dell’energia oscura per spiegare perché l’espansione dell’Universo stia accelerando invece di rallentare. Il punto di partenza è qualcosa che sembra banale e invece non lo è affatto. Alzando gli occhi al cielo notturno diamo per scontato che le galassie si allontanino le une dalle altre a un ritmo misurabile, calcolabile, prevedibile. Quel ritmo esiste davvero e lo conosciamo con buona precisione. Il problema è che non torna con le equazioni della fisica quantistica, e questa discrepanza è una delle cose che tengono svegli gli astrofisici da parecchio tempo.
Perché l’espansione dell’Universo continua a non tornare
Quando si parla di espansione dell’Universo, l’immagine più usata è quella del pane che lievita con l’uvetta dentro. Le galassie sono l’uvetta, lo spazio è l’impasto che cresce. Finché il modello descrive un allontanamento costante o in frenata tutto fila. Il guaio è che le osservazioni raccontano un’altra storia: l’allontanamento accelera. Qualcosa spinge, e quel qualcosa non si vede.
La spiegazione standard prende il nome di energia oscura, un’etichetta che di fatto descrive un effetto senza spiegarne l’origine. Funziona, nel senso che inserita nei conti restituisce numeri compatibili con quello che i telescopi registrano. Meno bene funziona quando si prova a ricavarla dalla teoria dei campi quantistici, perché il valore che ne esce non assomiglia nemmeno lontanamente a quello osservato. È uno degli scarti più imbarazzanti dell’intera fisica moderna, e non è un dettaglio tecnico da poco: significa che due dei pilastri su cui poggia la nostra descrizione della realtà, la relatività generale da un lato e la fisica quantistica dall’altro, quando vengono messi allo stesso tavolo cominciano a litigare.
L’ipotesi che ribalta il ragionamento
La proposta che arriva dalla Brown University ribalta l’impostazione abituale. Invece di cercare una sostanza misteriosa che riempie il vuoto e lo spinge verso l’esterno, l’accelerazione verrebbe interpretata come una conseguenza diretta del comportamento quantistico della gravità stessa. In altre parole, quello che chiamiamo energia oscura non sarebbe un ingrediente aggiuntivo da mettere nella ricetta, ma il segnale visibile di come lo spaziotempo si comporta a scale piccolissime, dove le regole del quantistico prendono il sopravvento.
È un cambio di prospettiva che ha un vantaggio pratico non secondario. La gravità quantistica viene di solito considerata un territorio inaccessibile, roba da energie assurde e acceleratori grandi come sistemi solari, impossibile da testare con gli strumenti che abbiamo. Se invece i suoi effetti si manifestassero nella dinamica dell’Universo su larga scala, allora la verifica sperimentale sarebbe già disponibile, sotto forma di dati raccolti dai telescopi. Nessuna macchina impossibile da costruire, solo osservazioni cosmologiche lette con occhi diversi.
Resta il fatto che una proposta del genere va confrontata con la mole di misure già esistenti, che sull’accelerazione cosmica sono numerose e piuttosto solide. Il confronto è la parte difficile, perché qualunque modello alternativo all’energia oscura deve riprodurre almeno altrettanto bene ciò che vediamo, senza introdurre nuove incoerenze. La strada per capire se le prime impronte della gravità quantistica siano davvero scritte nell’espansione del cosmo passa da lì, dal paziente lavoro di confronto tra teoria e cielo osservato.
