La natura dà i numeri: la costante di struttura fine

Un numero misterioso che sembra racchiudere l'essenza stessa dell'universo. Un valore indipendente da unità di misura che mette in relazione alcune delle grandezze fondamentali della fisica e sul quale si fonda il mondo così come lo conosciamo.


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Vi siete mai fatti una di quelle domande esistenziali, interrogandovi sul perché del mondo? Vi siete mai chiesti perché tutto è esattamente come è? Beh, da oggi avete la risposta.

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Che c’è Billy? Questo non ti chiarisce nulla? Peccato, perché tutto (o quasi) quello che ti circonda e contenuto in questo numero. Stiamo parlando della costante di struttura fine, un numero puro (privo di unità di misura) che mette in relazione la costante di Planck, la carica dell’elettrone e la velocità della luce secondo la formula:

Lo so cosa stai pensando. “Per quale motivo questo numero dovrebbe tangermi? Non è altro che un rapporto tra costanti fisiche.
Bhe non esattamente. Questo numero, che per essere più precisi è, secondo gli ultimi esperimenti:

rappresenta l’entità delle interazioni delle particelle attraverso la forza elettromagnetica. Descrive quindi la capacità della materia di aggregarsi e di interagire a livello atomico e strutturale. Se ci fermassimo qui non avremmo scoperto nulla di interessante, perché basterebbe fare rapporti tra costanti prese a caso per ottenere dei numeri significativi.

La caratteristica fondamentale di questo numero è che esso non varia con il sistema di riferimento : qualsiasi sistema di riferimento utilizzato per misurare le varie grandezze porterà sempre alla stesso risultato.

Questo significa che se in qualche punto dello spazio tempo c’è un’altra forma di vita con capacità intellettive, è giunta al nostro stesso identico risultato (se si è posta il problema, ovviamente).

L’importanza della costante è talmente cardinale che se il suo valore fosse diverso anche sono del 10 per cento, dovremmo totalmente abbandonare l’idea dell’universo come lo conosciamo. Le leggi fisiche, la materia, la nostra stessa vita sarebbe completamente diversa. Andando difatti a modificare i rapporti tra le forze attrattive e repulsive tra le particelle elementari, modificheremmo indirettamente la costituzione della materia stessa.

Ad accreditare maggiormente l’universalità della costante c’è un esperimento condotto un gruppo di ricerca dell’Università del New South Wales, che grazie al telescopio spaziale Hubble ha studiato una nana bianca (una stella su cui la gravità è 30.000 volte superiore a quella della Terra) per verificare se la costante di struttura fine possa essere diversa da quella che misurata sul nostro pianeta, proprio per effetto di questa forza gravitazionale estremamente elevata.

Il risultato è sorprendente: “non si rilevano differenze entro un errore di una parte su 10.000” (clicca qui per leggere l’articolo).

La presenza di un numero adimensionale però preoccupa gli scienziati: molte costanti del genere nel passato sono state eliminate da un perfezionamento della teoria che le prevedeva. Nonostante ciò, sono passati più di cinquanta anni e nessun fisico al mondo è riuscito a scoprire come “assorbire” la costante.

Noi invece, fisici senza palestra, preferiamo sognare. Vogliamo credere (e abbiamo la fisica dalla nostra parte fino a prova contraria) che il questo bizzarro numero si celi un qualcosa di più profondo, la risposta della scienza alle domande sull’universo.

Io ora però ho un dubbio. Perché 1/137?

Pubblicato da Raffaele Farinaro

Se il blog esiste è solo colpa sua. Mezzo campano e mezzo abruzzese ha la fissa per gli ologrammi, la divulgazione scientifica e Iron Man. E la pizza.