Rispondi a: Nassim Haramein: la ricerca della struttura del vuoto

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Richard
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Gli atomi dello spazio
Bichara Sahely

11 settembre 2011

In questa breve nota mostreremo che lo spazio possiede proprieta nascoste normalmente attribuite alle particelle elementari, come massa e carica. Chiariremo anche le proprieta termodinamiche di questi atomi di spazio e cosi troveremo una elegante teoria quantistica della gravita. Abbiamo solo richiesto consistenza delle equazioni di geometria, relativita speciale, meccanica quantistica, gravita, elettrostatica e termodinamica e evocato solo tre postulati: i principi onda-particella, olografico e frattale (relatività di scala). Reinterpreteremo anche la teoria della relativita speciale di Einstein, risolveremo il mistero della doppia fenditura, suggeriremo la natura della energia oscura e diversi approcci ad una teoria delle interazioni fondamentali.

Nei passati 400 anni, da Newton ad oggi, abbiamo cercato di capire la natura della realta fisica. Abbiamo fatto supposizioni e postulati lungo la via e abbiamo scoperto tramite la matematica diverse teorie di successo come quella della gravitazione universale di Newton, le leggi dell'elettrostatica, della termodinamica, della relativita speciale, della meccanica quantistica e della teoria di campo quantistico. Se ci chiediamo perche hanno successo troviamo una simmetria sottostante. Alcune di queste simmetrie nascono da invarianza di gauge locale e globale. Anche nella teoria quantistica abbiamo usato procedure di rinormalizzazione per eliminare gli infiniti. Piu tardi abbiamo anche scoperto che il nostro universo è composto principalmente di energia oscura, che non riusciamo a spiegare. Inoltre non riusciamo ad unire teoria quantistica e gravita in una cornice semplice e dobbiamo inventare strutture come stringhe, dimensioni extra e supersimmetria per realizzarla. Invece di creare epicicli in epicicli di postulati e ipotesi, possiamo prendere una strada perseguibile anche da uno studente delle superiori? Qui cerchiamo di vedere quanto possiamo spingerci con le soluzioni statiche/invarianti delle nostre teorie di successo, dalla geometria dei cerchi alla termodinamica dei buchi neri e vedere cosa ci “dicono”. Esiste una soluzione a queste equazioni completa e consistente e come possiamo rappresentarla? Non cerchiamo nuove equazioni, ma uno schema nascosto in queste equazioni che possa fare luce sui problemi fondamentali della meccanica quantistica, della relativita speciale, della teorie delle stringhe e della loop quantum gravity.
Anche se si sospetta da tempo dalla analisi dimensionale che il regime di Planck è il punto dove dobbiamo guardare, non facciamo assunzioni a priori. Prima evocheremo la dualità onda-particella di de Broglie e rappresenteremo l'energia a riposo di una particella con un fotone che ruota in cerchio. Quindi eguaglieremo l'accelerazione centripeta di questo fotone al campo gravitazionale della particella. Scopriremo cosi che questo ammetterà solo un set di soluzioni, le quantita di Planck.
Invece di prendere queste particelle di Planck come costrutti matematici, scopriremo che se in aggiunta alla massa abbiamo anche una carica di Planck con ogni particella di Planck, allora questi oggetti matematici possono rappresentare oggetti reali che possiamo usare per modellare le dinamiche del vero mondo attorno a noi. In questa luce possiamo modellare questi oggetti fisici come buchi neri con carica e massa e scopriremo che sono buchi neri di Reissner-Nordstrom.
Quindi procederemo usando alcune relazioni fondamentali della fisica dei buchi neri per mostrare che questi sono veramente gradi di liberta fondamentali di spazio e forniremo una rappresentazione della massa e della carica in termini di stati di spin, creando una base fisica alla funzione d'onda nella meccanica quantistica e alle reti di spin nella loop quantum gravity. Infine ci restera una domanda, se questi atomi hanno energia e non sono visibili gravitazionalmente ed elettromagneticamente, abbiamo trovato le particelle di energia oscura?

(parte matematica)

Revisione delle teorie di relatività di Einstein

Questo modello di spazio rimane consistente con le conclusioni della relatività speciale. Il postulato della velocita della luce come costante in un vuoto trova una interpretazione naturale, dato che la velocita di trasferimento di informazione (come la luce) da una fonte al rilevatore è indipendente dalla velocità della fonte e del rilevatore, dato che la velocita dipende solo dalle proprieta fisiche degli atomi dello spazio. Io ipotizzo che siano gli stati di spin i responsabili del disturbo nello spazio lungo il viaggio, dato che ora lo spazio agisce come magazzino digitale e mezzo di trasporto. Inoltre questo rende piu credibile la gravita come forza entropica secondo Verlinde.

Revisione dell'esperimento della doppia fenditura

Modelliamo ora il movimento di una particella di massa m con velocita v in un vuoto contenente la collezione di atomi di spazio. Dato che v è sempre meno di c=velocita della luce, questo implica che la velocita di disturbo sara sempre maggiore della velocita della particella.
Questo fa nuova luce sull'esperimento della doppia fenditura, si tratta della propagazione del disturbo nel vuoto degli atomi di spazio che interferisce con se stesso (come le onde sull'acqua che interferiscono con sè stesse), così guidando la particella dopo il passaggio nella fenditura al suo arrivo sullo schermo, ovvero l'interpretazione dell'onda pilota di Bohm. Ora la meccanica quantistica ha una corretta interpretazione. E' notevole che da una prospettiva di termodinamica abbiamo identificato il quanto di spazio e risolto il mistero dell'esperimento della doppia fenditura contemporaneamente.

Visione del mondo emergente

Quindi vediamo che da osservazioni empiriche della legge di Newton della gravità, della legge di Coulomb dell'elettrostatica e dalla massima velocita della luce e del quanto di energia, abbiamo scoperto gli atomi di spazio richiedendo consistenza delle equazioni sia a livello quantistico che classico (relativistico) e statistico (termodinamico). Il collegamento tra questi livelli è codificato nel principio onda-particella e olografico. In questo senso la nostra descrizione di spazio è completa.
Questa triplicità tra particella- onda-particella – olografia-termodinamica, può essere vista come 0dim (0-brane), 1-dim (1-brane=stringa), 2-dim (2brane=membrana), rispettivamente e tutte equvalenti o doppie rappresentazioni o codificazioni di informazione di ogni sistema fisico. La teoria delle stringhe usa la prospettiva della luce e la M-theory usa una prospettiva termodinamica. Io ipotizzo che la toeria Matrix usi la prospettiva 0-brane. La quantum loop gravity fornise la semplice cornice (usando le reti di spin) per rappresentare i gradi di liberta di spazio. Se questi atomi di spazio rappresentano lo sfondo dello spazio, allora vediamo che gli approcci sfondo-dipendenti e non dipendenti sono equivalenti, perchè anche se gli atomi di spazio hanno massa e carica, si annullano e sembrano non esistere. Abbiamo qualcosa e nulla allo stesso tempo. E' questo che la teoria di gauge e di rinormalizzazione cercano di dire? In un certo senso abbiamo scoperto la stele di Rosetta della fisica, il legame mancante o come suggerito da Edward Witten, i gradi fondamentali di libertà per una teoria delle interazioni fondamentali o causalita fondamentale. Sarebbe interessante vedere quanto possiamo andare oltre con questa visione emergente per arrivare ad una teoria quantistica consistente della gravità o gravita quantistica. Infine ci resta una domanda, se questi atomi hanno energia e non sono visibili gravitazionalmente ed elettromagneticamente, abbiamo trovato le particelle di energia oscura?

Conclusione

Siamo arrivati a questo modello di spazio richiedendo solo consistenza delle equazioni/relazioni in geometria, relativita speciale, meccanica quantistica, gravita, elettrostatica e termodinamica e invocando slo tre principi di corrispondenza: quello onda-particella, l'lolografico e frattale (relativita di scala), non piu e non meno, cosi preparando la via per una potenziale teoria di gravita quantistica semplice ed elegante.

Riferimenti

Schumm, B.A., 2004. Deep Down Things: The Breathtaking Beauty of Particle Physics, The Johns Hopkins University Press.
Penrose, R., 2007. The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe, Vintage.
http://www.wikipedia.org/
http://sahely.com/physics/The%20atoms%20of%20space.pdf