Unificazione - Tesina per liceo scientifico

1

Teoria del tutto

Pittura totale

Globalizzazione

Tendenza dell’uomo all’unificazione

English

Calligramma 2

Indice

Introduzione ..........................................................4

Fisica: La teoria del tutto ........................................6

Storia: La globalizzazione .......................................10

Inglese: English as the universal language ......................13

Latino: Il calligramma ...........................................16

Arte: La pittura totale di Carlo Carrà ...........................21

Bibliografia ............................................................24

Introduzione

La tendenza dell’uomo all’unificazione è la propensione specifica dell’essere umano, che si è manifestata molteplici volte nella storia, a condurre a unità ciò che dapprima era separato.

La forma più intuitiva di unificazione è sicuramente quella politica, attraverso la quale vengono abbattuti i precedenti confini per formare uno stato unitario; tuttavia questa non è la sola esistente, bensì ce ne sono diverse, ciascuna con le proprie caratteristiche a seconda dell’ambito della conoscenza che si prende in considerazione.

Ad esempio come gli antichi filosofi greci indagavano sull’arché, inteso come elemento fondamentale e come legge cosmica che regola la nascita e la morte di tutte le cose, in modo simile i fisici teorici dei nostri giorni stanno cercando una forza che spieghi tutti i fenomeni del reale, sia quelli su scala macroscopica che quelli su scala microscopica.

Secondo le ipotesi in via di sviluppo le quattro forze fondamentali non sono altro che manifestazioni particolari di un’unica forza, dalla quale le stesse derivano: questo modello teorico implica, però, l’esistenza di una nuova unità in cui è suddivisa la materia, incommensurabilmente più piccola delle particelle subatomiche: la stringa.

L’elaborazione di tali teorie è a sua volta il risultato di un altro processo di unificazione: la globalizzazione, che attraverso reti sempre più fitte di connessioni tra i vari Paesi ha permesso una più rapida diffusione delle conoscenze.

Tra gli agenti responsabili di questo processo vi è Internet, il quale ha ridotto al minimo i tempi e i costi della comunicazione, dando luogo a quell’espansione del mercato che oggi è arrivato ad assumere dimensioni globali; e proprio del mercato, in particolare quello finanziario, oggi non si fa altro che parlare.

La mondializzazione delle tecnologie, della cultura e del mercato sono infatti fenomeni complementari e interdipendenti: il mercato finanziario a livello mondiale non potrebbe esistere senza un collegamento in tempo reale fra le Borse e dunque senza satelliti, né tantomeno una rete planetaria di trasporti senza un sistema di controlli computerizzati.

Questa crescente interdipendenza tra i Paesi di tutto il mondo ha inoltre evidenziato la necessità di adottare una lingua franca universalmente riconosciuta, ovvero una lingua usata come strumento di comunicazione diretta tra persone di diversa provenienza: attualmente l’inglese è di fatto la lingua prevalente nella maggior parte del mondo, sia per i commerci e sia per le scienze, ma nell’antichità erano il greco e il latino le lingue franche per eccellenza, perlomeno nell’area dell’Europa Occidentale.

Tra le testimonianze scritte di queste antiche civiltà vi sono delle poesie che mostrano ancora una tendenza dell’uomo all’unificazione: i calligrammi, che nascono proprio dall’unione di due forme d’arte fino ad allora separate, la poesia e il disegno.

Attraverso la disposizione delle parole e delle lettere secondo determinati schemi vengono così riprodotte delle immagini che evocano l’oggetto decantato dallo stesso componimento.

Nel campo artistico questa fu una grande innovazione, ma decisamente non fu la sola: infatti anche nella pittura sono state realizzate delle opere nate dalla fusione dei diversi modi di percepire la realtà.

Se i calligrammi furono concepiti per essere letti e al contempo guardati, allo stesso modo i quadri della pittura totale di Carlo Carrà furono realizzati con l’intento di poterli non solo vedere, ma anche sentire, ascoltare e odorare.

Questi sono solo alcuni esempi di come tutte le cose nel nostro mondo siano intrinsecamente collegate le une alle altre, ma è affascinante accorgersi dei progressi compiuti dall’uomo sia nel campo della scienza che dell’arte, nonché della sua infinita capacità di adattarsi a nuove realtà.

L’unificazione non può comunque essere totalmente concepita come un processo positivo, dato che alcune delle sue conseguenze sono negative, soprattutto quelle riguardanti l’odierno sistema capitalistico che si trova in crisi.

Proprio da questa crisi di cui si discute ogni giorno in televisione, nei quotidiani, in famiglia, sul lavoro ed anche all’interno delle mura scolastiche ho tratto “ispirazione” per scrivere questa tesina: incuriosita dagli avvenimenti economici in atto, sono voluta andare a fondo per comprendere le origini di questo sistema globale.

Per di più il mio interesse per quelle teorie della fisica che travalicano i limiti dell’immaginabile ha avuto un peso determinante nella scelta di questo argomento.

In conclusione la tendenza dell’uomo all’unificazione è un fatto reale, di cui vi è un vasto numero di prove a dimostrazione, sia nel presente che nel passato: non possiamo sapere con certezza quale saranno gli esiti futuri, ma potendo fare delle previsioni è probabile che questa tendenza sia volta a continuare, superando qualsiasi barriera e raggiungendo risultati sorprendenti.

La teoria del tutto

Albert Einstein dedicò gli ultimi trent’anni della sua vita alla ricerca della cosiddetta “teoria unificata del campo” ossia di quella teoria che avrebbe dovuto unificare le leggi della gravitа e dell’elettromagnetismo in modo da consentire una descrizione unitaria dei fenomeni naturali.

Il suo progetto fallì, ma in nessun caso avrebbe potuto andare a buon fine perché a quel tempo molte erano le lacune relative alla conoscenza del mondo fisico.

Quando Einstein intraprese il suo tentativo di unificazione si conoscevano ad esempio solo tre particelle elementari, l’elettrone, il protone e il fotone, ed erano note due sole interazioni fondamentali, l’elettromagnetismo e la gravitazione.

Attualmente le particelle elementari sono oltre cento: un numero perfino eccessivo rispetto a quello necessario a spiegare l’ordine cosmico.

Le forze fondamentali frattanto sono diventate quattro e la loro unificazione è divenuto l’obiettivo centrale della ricerca di fine secolo.

I metodi di indagine che si adottano attualmente sono originali e sembra esserci un netto progresso in questo campo della ricerca anche se in realtà l’unificazione della gravitazione con le altre tre forze non è stata ancora realizzata.

I fisici ritengono tuttavia di avere imboccato la strada giusta che porta alla formulazione di quell’unica teoria in grado di spiegare tutto quanto esiste nell’Universo: la TOE, dall’inglese “Theory Of Everything”, appunto la “teoria del tutto”.

La teoria delle superstringhe

Due sono i pilastri su cui si fonda la fisica moderna: la relatività generale fondata da Albert Einstein e la meccanica quantistica fondata da Max Planck.

La prima svolge a meraviglia il compito di spiegare il comportamento degli oggetti di grandi dimensioni presenti nell’Universo; la seconda ci permette di comprendere il mondo atomico e subatomico.

Queste due teorie, che hanno consentito un progresso straordinario della fisica dell’ultimo secolo, presentano tuttavia un difetto insuperabile: non sono fra loro compatibili.

Di questa incompatibilità i fisici non hanno mai tenuto conto perché il campo di indagine delle due teorie è molto diverso e quando vi era la necessità di studiare gli oggetti piccoli e leggeri si faceva ricorso alla meccanica quantistica senza preoccuparsi di quello che afferma la relatività mentre, quando vi era la necessità di studiare oggetti grandi e pesanti, si utilizzavano le leggi della relatività generale senza interessarsi degli enunciati dell’altra teoria: non succedeva mai in passato che fosse indispensabile far ricorso ad entrambe le teorie simultaneamente.

Ultimamente però le cose sono cambiate: i buchi neri ad esempio sono oggetti pesanti ma contemporaneamente molto piccoli e lo stesso universo sarebbe emerso da una particella infinitamente piccola e insieme estremamente pesante e calda.

Su questi oggetti servirebbe quindi l’applicazione contemporanea delle due teorie.

Oggi esiste una teoria detta delle superstringhe in grado di mettere d’accordo la meccanica quantistica e la relatività generale.

Essa spiegherebbe il comportamento della materia, delle forze che tengono insieme gli oggetti materiali, e forse anche dello spazio e del tempo.

Secondo questa teoria tutto ciò che esiste nell’universo non sarebbe altro che la manifestazione di “energia vibratoria”.

La nuova teoria prese l’avvio nel 1968 da un’osservazione del fisico italiano Gabriele Veneziano, a quel tempo ricercatore presso il Cern di Ginevra.

Egli stava analizzando una serie di dati sperimentali riguardanti la forza nucleare forte quando notò che una formula utilizzata per descrivere una classe di curve geometriche, la cosiddetta “funzione beta”, inventata 200 anni prima dal matematico svizzero Leonhard Euler, meglio noto con il nome latinizzato di Eulero, forniva un’utile sistemazione matematica dell’argomento che stava studiando.

L’intuizione di Veneziano venne in seguito ampliata e si scoprì che se le particelle elementari venivano assimilate a fili vibranti detti stringhe o corde, dall’inglese string, invece che ad enti puntiformi privi di struttura interna come suggeriva il cosiddetto Modello Standard, lo strumento concettuale che è stato utilizzato, nel corso del Novecento, per spiegare il comportamento delle particelle elementari, la funzione beta avrebbe descritto con altrettanta coerenza le interazioni fra particelle.

Le stringhe sono fili infinitamente corti e sottili tanto che risulterebbero invisibili anche se venissero esaminati da strumenti miliardi di volte più potenti di quelli attualmente disponibili: sono lunghi un milionesimo di miliardesimo di miliardesimo di miliardesimo di centimetro e di spessore nullo.

Si tratta di strutture le cui dimensioni sono vicine alla cosiddetta lunghezza di Planck (10^-33 cm), la più piccola concepibile in fisica, ma che vengono tese con una forza incredibilmente grande: fino a 10³⁹ tonnellate.

Sarebbe proprio questa enorme tensione a determinare la frequenza di vibrazione: maggiore è la frequenza, e quindi minore la lunghezza d’onda, e maggiore sarà l’energia della stringa.

Dalla relatività ristretta sappiamo che energia e massa sono equivalenti (E=mc²) quindi maggiore è l’energia, maggiore sarà la massa della stringa in vibrazione e di conseguenza anche la forza gravitazionale esercitata da questa.

Questo sarebbe l’indizio per il quale la teoria delle superstringhe collegherebbe la gravità descritta dalla relatività generale con la struttura delle particelle elementari descritta dalla meccanica quantistica.

La teoria delle superstringhe prevede l’esistenza della gravità perché da essa emergono spontaneamente tutte e quattro le particelle mediatrici delle interazioni fondamentali e la loro unificazione avviene in modo naturale.

I modi di vibrazione di questi fili sottilissimi e cortissimi spesso chiusi ad anello generano tutte le particelle elementari che costituiscono il nostro Universo un po’ come una corda di violino più o meno tesa genera un numero praticamente infinito di toni musicali.

Stringhe chiuse e le loro oscillazioni.

La supersimmetria

Il prefisso super fu aggiunto alla teoria delle stringhe quando si scoprì che la teoria stessa possedeva una supersimmetria, cioè quando ci si rese conto che ad ogni particella di materia corrispondeva una particella di forza e viceversa.

Per capire di cosa si tratta si deve sapere che le particelle elementari si dividono in due grandi famiglie: “fermioni”, dal nome del fisico italiano Enrico Fermi, e “bosoni”, dal nome del fisico indiano Satyendra Bose.

Della prima famiglia fanno parte le particelle di materia come elettroni e quark; della seconda le particelle mediatrici delle forze come fotoni e gravitoni.

La supersimmetria afferma che ad ogni particella conosciuta ne corrisponde un’altra di aspetto sconosciuto ma di comportamento simile; a queste particelle, nonostante nessuno le abbia mai viste, è stato peraltro assegnato un nome: per esempio, simmetrica al fotone, che è la particella mediatrice della forza elettromagnetica, corrisponde il fotino, una particella materiale.

La M-teoria

La teoria delle superstringhe comprende ben cinque varianti denominate tipo I, tipo IIA, tipo IIB, eterotica O ed eterotica E, tutte teorie molto simili fra loro ma non identiche.