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Scienza e innovazione

Spazio e tempo e quel palcoscenico che si sgretola

di Domenico Palomba

Nella mia vita non ho mai assunto droghe e, credo, mai lo farò. Tuttavia sono incuriosito dalle sostanze psichedeliche per le loro capacità di alterare le percezioni sensoriali al punto tale da stravolgere la realtà. Suoni che diventano colori, percezioni del tempo alterate, e altre allucinazioni di natura più complessa che coinvolgono più sensi allo stesso tempo incluso olfatto e gusto.

Il mio interesse verso le sostanze psicotrope nasce dalla seguente banale considerazione: se è possibile alterare la percezione della “cosiddetta” realtà semplicemente assumendo sostanze psicotrope, non è forse vero che il nostro cervello ha un pre-concetto della realtà? E se la realtà là fuori fosse diversa da quella che il nostro cervello percepisce?

La domanda è antica forse più dell’uomo stesso; probabilmente è stata la prima domanda che l’essere umano si è posto non appena acquisita la consapevolezza del proprio “Io”, non appena accortosi di essere un animale “pensante”.

Uno studioso di psicologia cognitiva del calibro di Donald Hoffman, Professore presso il Dipartimento di Scienze Cognitive dell’Università di California, Irvine, nel proprio libro “L’illusione della realtà” sostiene che i nostri sensi si siano evoluti in modo tale da percepire solo ciò che della realtà è più rilevante ed efficace per la nostra sopravvivenza. Dà per scontato che la realtà sia diversa da quella che i nostri sensi sono in grado di percepire e in particolare suggerisce che la nostra storia evolutiva abbia determinato una nostra incapacità a percepire la realtà in quanto tale, modellando i nostri sensi e il nostro cervello affinché fossero un’“interfaccia” sufficientemente efficace per la nostra sopravvivenza. In altri termini, è come se indossassimo costantemente un “casco di realtà virtuale” che ci permette di tradurre la vera realtà in quella che percepiamo – in cui le foglie sono verdi, gli alberi marroni, e il caffè ha quell’invitante buon odore soprattutto alle prime ore del mattino. Come a dire: è per il nostro bene che abbiamo imparato a “filtrare” le radiazioni elettromagnetiche del campo terrestre dai nostri sensi, perché non ci occorrono per sopravvivere; o, anche, è per il nostro bene che abbiamo imparato a non osservare oggetti oltre la scala del decimo di millimetro: ci saremmo spaventati troppo a osservare l’enorme quantità di batteri Staphylococcus epidermidis presenti costantemente sulla nostra pelle.

A suffragare la propria tesi, Hoffman richiama in causa i recenti studi di fisica fondamentale che, nella ricerca della unificazione delle diverse teorie fisiche per le quattro interazioni fondamentali (gravità, elettromagnetismo, nucleare debole, nucleare forte), hanno elaborato teorie sempre più stravaganti nel tentativo di giustificare fenomeni sperimentali inspiegabili secondo le nostre limitate capacità sensoriali.

Fino a pochi secoli fa, basandoci soltanto sulle nostre conoscenze sperimentali, facevamo fatica a comprendere che i fenomeni magnetici e quelli elettrici fossero diversi aspetti di un’unica forza di interazione. Parimenti, abbiamo impiegato anni di intenso studio sperimentale per comprendere che le attrazioni tra i pianeti e la caduta dei gravi avessero la stessa origine. In questo lento e faticoso processo di unificazione, le strutture fondamentali che abbiamo utilizzato per interpretare la realtà sono sempre state due: il tempo e lo spazio.

Fino al secolo scorso, spazio e tempo hanno rappresentato il “palcoscenico” sul quale i fenomeni del mondo reale si svolgono. 

Agli inizi del ventesimo secolo si è iniziato a comprendere che forse il modo migliore per descrivere la realtà era immaginarla immersa in uno “spazio-tempo” quadri-dimensionale dove la contemporaneità degli eventi perdeva il suo senso comune per acquistarne un altro più sottile, e inizialmente difficile da accettare, “relativizzato” soltanto a oggetti che condividessero le stesse velocità. Due secoli prima, Leibniz teorizzò che tutto ciò che esiste siano posizioni e movimenti relativi, affermando che, per principio, ogni scienza del movimento accettabile debba essere formulata solo in termini di movimenti relativi. Era lo spazio-tempo il nuovo palcoscenico, dove la natura poteva recitare la sua commedia. Spingendosi ancora oltre, anche i fenomeni stranamente non locali (le cui cause-effetto si propagano a distanze siderali in tempi istantanei) come l’attrazione gravitazionale, venivano spiegate attraverso curvature dello spazio-tempo. Sembrava che finalmente il confortante principio della località avesse nuovamente avuto la meglio e che tutto fosse stato spiegato a dovere.

Il nuovo palcoscenico era diventato un morbido, ricurvo e fluttuante spazio-tempo quadridimensionale; un invitante materasso su cui potersi rilassare dopo aver compiuto il grande lavoro di unificazione.

Lo scossone portato dalla fisica quantistica all’ingombrante presenza del palcoscenico dello spazio-tempo è stato forte e impietoso: fenomeni puramente non-locali come l’entanglement quantistico (particelle con proprietà collegate, in grado di sincronizzarsi istantaneamente anche a distanze siderali) e la sovrapposizione degli stati quantici (coesistenza di più stati contrapposti, ma soltanto fino alla misurazione) hanno di nuovo messo in crisi l’idea che la realtà possa essere rappresentata su un palcoscenico quadri-dimensionale, prevalentemente “locale”. Inizialmente, i fisici hanno iniziato a studiare modelli a più dimensioni (fino a undici, di cui dieci spaziali e una temporale) per il nostro spazio-tempo, ipotizzando che la realtà sia costituita non dalle particelle fondamentali del cosiddetto modello standard (quark, leptoni, bosoni), ma da strutture adimensionali, dalla forma filamentosa, chiamate stringhe, i cui moti vibranti determinano la costituzione del mondo così come lo conosciamo. La presenza delle ulteriori dimensioni spaziali consentiva di giustificare la località di fenomeni apparentemente non-locali.

La filosofa di origini irachene Jenann Ismael, della Columbia University, usa la metafora del caleidoscopio per meglio spiegare quello che accade: luccichii e colori in posti lontani sono comprensibili una volta trovata una struttura fondamentale (gli specchi) più profonda che li origini. Quando osserviamo due particelle correlate a distanze siderali, in realtà stiamo assistendo allo stesso fenomeno su delle dimensioni che sfuggono alla nostra miope percezione, a causa – come ci ha insegnato Hoffman – della nostra storia evolutiva.

E se spazio e tempo fossero essi stessi dei prodotti generati da qualcosa di ancora più fondamentale, che sfugge ai nostri sensi?

Recentemente, i fisici hanno iniziato a prendere in seria considerazione l’ipotesi che né lo spazio né il tempo siano delle strutture precostituite, ma che siano essi stessi dei prodotti generati da qualcosa di ancora più fondamentale, che sfugge ai nostri sensi.

Lee Smolin, uno dei membri di facoltà e fondatori al Perimeter Institute for Theoretical Physics a Waterloo, in Ontario, in un recente articolo pubblicato da Scientific American e riportato su Le Scienze, sostiene: Allo stesso modo in cui un liquido è solo una descrizione dei moti collettivi di miriadi di atomi, lo spazio e lo spazio-tempo si riveleranno solo un modo per parlare delle proprietà collettive di un gran numero di eventi atomici. Le loro costanti entrate e uscite dall’essere, che causano gli eventi successivi via via che si allontanano nel passato, determinano la costruzione continua del mondo che noi chiamiamo flusso del tempo.

Sembra proprio che il nostro palcoscenico sia costretto a cambiare di nuovo… Sono le apparizioni istantanee su una messa in scena teatrale e la fitta rete di eventi che ne consegue a costituire il palcoscenico stesso!

Quanta complessità sfugge ai nostri sensi… e solo per consentire la nostra stessa sopravvivenza!

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