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Newsletter n° 1
Maggio 2014

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NOTIZIE DAL MONDO DELLA SCIENZA
Solo due news dall'approccio evolutivo, sia nel campo della cosmologia e della biologia.

  1. Marzo 2014. Dopo la scoperta del bosone di Higgs, una nuova previsione relativa alla teoria quantistica dei campi (QFT) in fisica fondamentale, stavolta in relazione con la teoria della relatività generale (gravità quantistica), sembra aver ricevuto una conferma osservativa. Essa riguarda l'esistenza di onde gravitazionali dal Big Bang. La teoria della relatività generale in aveva previsto l’esistenza di “onde gravitazionali” legate all’azione gravitazionale delle enormi masse di stelle e pianeti, in grado di “piegare” lo spazio-tempo e dunque anche la traiettoria di raggi di luce (fotoni), che non hanno massa. La novità della QFT è di aver legato l’esistenza di onde gravitazionali e, più in generale, di una modifica della struttura spazio-temporale primordiale dell’universo (quando stelle e pianeti non esistevano ancora), alla cosiddetta “energia del vuoto”. La scoperta attuale riguarda infatti proprio la scoperta di segni indiretti di onde gravitazionali legate all’azione dell’energia del vuoto. In effetti, sono state rilevate alcune "increspature" nella radiazione cosmica di fondo a microonde (CMB), la radiazione che include tutto il nostro intero universo. “Increspature” che sono testimonianza indiretta dell’esistenza di onde gravitazionali legate all’energia del vuoto. Più precisamente, queste fluttuazioni sono testimonianze di “polarizzazioni di modo-B" della “luce” di CMB, più esattamente del suo campo elettromagnetico (effettivamente, una "torsione" del campo elettromagnetico stesso). Questi fenomeni potrebbero avere la loro spiegazione solo supponendo una distorsione del primordiale spazio-tempo, connessi con l'azione dell’energia del vuoto e “l’inflazione” dell’universo. Questa prima conferma empirica indiretta dell’esistenza di onde gravitazionali è stata realizzata grazie al “telescopio” per la rilevazione di luce polarizzata nella radiazione cosmica BICEP2 (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization 2), realizzato dallo Smithsonian Insititute e dall’ Università di Harvard (USA) e collocato in Antartide, dove l’atmosfera è particolarmente tersa. L’esperimento si è servito, per “puntare” il telescopio nella direzione giusta, delle mappe della CMB estremamente precise, rese recentemente disponibili dall’esperimento PLANCK di misurazione della CMB, costruito e gestito dalla Agenzia Spaziale Europea. L’osservazione indiretta di onde gravitazionali di BICEP2, frutto della più alta collaborazione scientifica internazionale, fornirebbe così anche la prima prova indiretta della inflazione originaria che caratterizzò la prima espansione dell'Universo, pochi istanti dopo l’inizio (10-34) sec. Queste osservazioni, tuttavia, dovranno ricevere ulteriori conferme, prima di tutto attraverso le mappe di polarizzazione della CMB, ottenute mediante l'esperimento PLANCK stesso, e non da BICEP2, ma non ancora pubblicate
    (Http://www.scientificamerican.com/article/gravity-waves-cmb-b-mode-polarizationHttp://www.lescienze.it/news/2014/03/17/news/radiazione_cosmica_fondo_onde_gravitazionali_teoria_inflazione_bicep-2056515).

    Commento. 
    La curvatura dello spazio-tempo ad opera della forza gravitazionale è l’ipotesi-chiave della teoria della relatività generale di Einstein. Quando Einstein formulò la teoria ed essa ricevette le prime, impressionanti conferme empiriche nel corso del primo decennio del XX secolo, l'azione gravitazionale sullo spazio-tempo era legata essenzialmente alle enormi masse di stelle e pianeti. Dopo la formulazione dell’ipotesi dell’esistenza del “vuoto quantistico”, cioè il nucleo della QFT, collegato con la formulazione del terzo principio della termodinamica di cui costituiva la spiegazione, tale distorsione dello spazio-tempo cosmico deve essere attribuita anche alla azione gravitazionale dell’energia del vuoto. Il terzo principio, infatti, dice che la materia non può raggiungere mai lo zero assoluto, smettere di oscillare “microscopicamente” e quindi di creare campi di forze. Perciò deve esistere una sorta di inesauribile riserva di energia “interna” ad ogni sistema fisico, le fluttuazioni del vuoto, appunto. Il “vuoto quantistico” è dunque profondamente diverso dal "vuoto meccanico" della meccanica newtoniana. Esso, infatti, potrebbe essere "vuoto" di massa, ma mai di "energia", non ha dunque nulla a che fare col “nulla metafisico” con cui spesso il vuoto meccanico viene confuso.  Sia la "massa" che "l’energia", infatti, secondo le teorie quantistica e della relatività, sono due manifestazioni della materia, mutuamente trasformabili l’una nell’altra. Così, secondo la QFT, tutto ciò che esiste nel nostro universo (e in altri possibili universi, il “vuoto quantistico” era anche “prima” del nostro universo: di nuovo, non è “il nulla” della metafsisica, né il big-bang è la “creazione dal nulla”), noi stessi inclusi, progressivamente emerge dal vuoto quantistico, come un temporaneo stato ordinato che “emerge”, è “edotto” dal suo comune, dinamico e disordinato substrato materiale (cfr. Http://battiston-lescienze.blogautore.espresso.repubblica.it/2014/03/17/cera-una-volta/).  Le "onde gravitazionali" sono, perciò, una conferma empirica dell’ipotesi del campo gravitazionale relativo all'energia del vuoto, mai osservato fino ad ora. Poiché la CMB (la "luce del Big-Bang ") è apparsa relativamente tardi rispetto al Big-Bang stesso, solo circa 380.000 anni dopo (l'universo prima era "troppo caldo" per rilasciare luce), queste “increspature”, queste “torsioni” nella CMB sono anche le prime evidenze osservative di quello che è successo prima della CMB. Ovvero, sono il residuo di “onde gravitazionali” prodotte “dall’inflazione primitiva”, ossia dall'improvvisa, drammatica accelerazione della espansione dell'universo (grosso modo, ciò che ha reso "Grande" (big)l'iniziale "Botto" (bang)) che è avvenuta, infatti, “solo” 10-34 (1 preceduto da 34 zeri, “decimi di miliardesimi, di miliardesimi, di miliardesimi, di miliardesimi di”) secondi dopo l'inizio del nostro universo. 

  2. Novembre 2013. In un lavoro pubblicato su Science, i suoi Autori hanno discusso un’ulteriore scoperta di un cranio nel sito di Dmanisi (Georgia),  oltre i materiali cranici scoperti nello stesso sito e riportati  in un articolo pubblicato su Nature nel 2007. I materiali di cinque crani in totale da questo sito, e che distano fra di loro circa settecento anni al massimo, costituiscono così una traccia evidente della presenza del genere Homo fuori dall’Africa circa 1,8 milioni di anni fa’. In particolare, nel nuovo articolo, gli autori affermano che il nuovo cranio di Dmanisi (D4500), insieme alla sua mandibola (D2600), rappresentano il primo esempio di cranio adulto di ominide del Pleistocene Superiore. Inoltre, i ritrovamenti di antichi ominidi in Africa si differenziano in base a varie particolarità morfologiche, tanto da far parlare dell’esistenza di almeno tre specie nel genere degli ominidi. La miscela unica di tratti di questo cranio fossile scoperto recentemente suggerisce, invece, che le peculiarità sono nulla più che normale variazione tra individui o tra piccole popolazioni locali. In tal caso, l'Homo erectus, l’H. Habilis e l’H. rudolfensis farebbero parte di una singola specie, e non costituiscono tre differenti specie (vedere http://www.nature.com/nature/journal/v449/n7160/abs/nature06134.html;  http://www.lescienze.it/news/2013/10/17/news/cranio_dmanisi_homo_eractus_ergaster_abilis_unica_specie-1852021/ )

    Commento: 
    da tale scoperta, potrebbe finalmente portare a una semplificazione dell'albero filogenetico dell'uomo moderno, e aiutare a confutare certe teorie evoluzionistiche eccessivamente “punteggiate” di rami filogenetici casualmente indipendenti, legate molte volte ad un uso eccessivamente acritico dello strumento statistico di analisi dei dati. Lo strumento statistico, infatti, per sua natura, tende a “non vedere” correlazioni di ordine superiore che invece esistono nei dati. Come un biologo ha commentato queste scoperte, la biologia deve sempre usare lo strumento matematico, mai essere usata da esso.