Da Wired.it :
La costante di struttura fine utilizzata nella fisica per calcolare l’interazione elettromagnetica subirebbe piccole variazioni nell’Universo. Lo studio su Science Advances
Nel mondo della fisica si usa per calcolare l’elettromagnetismo tra particelle elementari che possiedono una carica elettrica. È una costante fondamentale, che tuttavia ora non sembrerebbe essere poi così costante. Infatti, come raccontano i fisici dell’università del New South Wales, in Australia, che si sono basati su misurazioni prese da un quasar a circa 13 miliardi di anni luce di distanza da noi, il valore di questa costante fondamentale non è sempre lo stesso nell’Universo, ma subisce piccole variazioni. Il loro studio è stato appena pubblicato su Science Advances.
Ma partiamo dall’inizio. L’elettromagnetismo, o meglio l’interazione elettromagnetica, è una delle quattro forze fondamentali della natura che tengono unito tutto il nostro Universo, insieme alla forza di gravità, forza nucleare debole (conosciuta anche come interazione debole) e forza nucleare forte (o interazione forte). Per riuscire a calcolare l’interazione elettromagnetica tra particelle elementari cariche, i fisici si servono della cosiddetta costante di struttura fine, o costante di Sommerfeld, che appunto esprime l’intensità dell’interazione elettromagnetica in relazione alla carica elementare.
Tuttavia, una sempre crescente mole di studi suggerisce l’esistenza di minuscole variazioni in questa costante, che seppur piccole potrebbero avere enormi implicazioni per il modo in cui comprendiamo tutto ciò che ci circonda. Basta pensare che la forza elettromagnetica ha un ruolo cruciale nel legare gli elettroni ai nuclei all’interno degli atomi (senza questa quindi tutta la materia volerebbe via), è responsabile della luce visibile ed è la ragione principale per cui l’elettricità funziona nel modo in cui la conosciamo. Ma non solo: alcuni esperti sostengono che l’Universo potrebbe finora averci nascosto degli orientamenti, e una direzione sulla quale queste variazioni dell’elettromagnetismo possono essere mappate. “Il nuovo studio sembra confermare questa idea secondo cui potrebbe esserci una direzionalità nell’Universo, il che è davvero molto strano”, spiega l’astrofisico John Webb, dell’Università del New South Wales. “L’Universo potrebbe quindi non essere isotropico, ossia che le sue proprietà sono le stesse, statisticamente, in tutte le direzioni”. Potrebbe esserci, ipotizza l’esperto, una direzione nell’Universo in cui le leggi della fisica cambiano.
Servendosi delle immagini, informazioni e dati provenienti dal Very Large Telescope (Vlt) in Cile, il team di ricercatori è stato in grado di studiare uno dei quasar più lontani da noi, e quindi, di poter misurare la forza elettromagnetica dell’Universo primordiale, quando era molto più giovane e molto diverso da oggi. A questo punto i ricercatori si sono posti una precisa domanda: l’idea di un equilibrio tra forze fisiche fondamentali, perfetto per aver permesso lo sviluppo della vita, si applica effettivamente in tutto il nostro Universo? Analizzando tutti i dati, i ricercatori hanno osservato che effettivamente la forza elettromagnetica aumenta gradualmente in una precisa direzione, e viceversa diminuisce costantemente nella direzione opposta. Come se l’Universo, aggiungo i ricercatori, potesse avere un equivalente di Nord e Sud. “Abbiamo trovato un indizio che il valore della costante di struttura fine è diverso in alcune regioni dell’Universo. Non solo in funzione del tempo, ma in realtà anche nella direzione dell’Universo, il che è davvero strano se fosse corretto … ma è quello che abbiamo trovato”, commenta Webb. Sebbene serviranno ancora altre ricerche per confermarli, i risultati potrebbero implicare che la Teoria della grande unificazione, ossia l’insieme di teorie create per ottenere l’unificazione della tre forze fondamentali non gravitazionali (elettromagnetismo, forze nucleari deboli e forti) in un unica forza possa anche essere messa da parte.
Inoltre, come vi avevamo raccontato, una ricerca pubblicata lo scorso anno aveva suggerito l’ipotetica esistenza di una quinta forza fisica fondamentale, da dover prendere in considerazione. “L’attuale modello standard della cosmologia si basa su un universo isotropico, che è lo stesso, statisticamente, in tutte le direzioni”, conclude Webb. “Quello stesso modello standard è costruito sulla teoria della gravità di Einstein, che a sua volta assume esplicitamente la costanza delle leggi della natura. Se queste costanti fondamentali si rivelano solo buone approssimazioni, si apriranno le porte ad alcune nuove idee davvero molto eccitanti per il mondo della fisica”.
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