CRONACA

Come si fa a vedere la quinta dimensione?

Usare le lenti gravitazionali per provare l’esistenza di nuove dimensioni dell’Universo. Ci stanno provando gli scienziati dell’Università della Pennsylvania

NOTIZIE – Non sono una fisica (e si vede, dirà qualcuno). Per capire certi concetti ho bisogno di metafore. Quella che ho sempre usato per farmi un’immagine mentale di dimensioni al di là delle quattro canoniche la rubo al libro del reverendo Edwin Abbott Abbott (il romanzo non è nuovissimo,  in effetti, del XIX secolo), Flatlandia. Nalla storia gli abitanti di  un mondo bidimensionale (dei poligoni) quando incontrano una sfera possono vederla solo come cerchio, ma alcune anomalie del suo comportamento, o meglio della sua apparenza (il fatto di allargarsi e restringersi quando si muove nella terza dimensione, invisibile ai poligoni), fanno loro intuire che c’è qualcosa che  sfugge. Anche gli scienziati usano delle “anomalie” per comprendere se il nostro Universo sia in realtà composto da più dimensioni di quelle che possiamo osservare con i nostri limitati sensi. Un lavoro di recente pubblicato su  Physical Review D propone un nuovo test che misura come la gravità di oggetti celesti massivi (un buco nero per esempio) piega la luce proveniente da stelle distanti (fenomeno noto col nome di “lente gravitazionale”). Secondo gli autori dello studio questo test potrebbe fornire la prova dell’esistenza di dimensioni ulteriori.

Proprio come i poligoni di Flatlandia osservavano le strane distorsioni delle forma della sfera nel loro mondo bidimensionale, Amitai Bin-Nun, astrofisico teorico dell’Università della Pennsylvania, e colleghi hanno osservato gli effetti di una lente gravitazionale sulle stelle che orbitano intorno a Sagittarius A*, (una fonte radio al centro della Via Lattea). Questo corpo celeste è stato scelto perché si trova nell’area centrale della nostra galassia, e si pensa che celi un buco nero.

“Abbiamo scoperto che se il nostro Universo è realmente descritto da una teoria che incorpora altre dimensioni, la luce che passa vicino al buco nero al centro della galassia dovrebbe apparire più intensa di quello che farebbe se invece vivessimo in un Universo con solo le dimensioni che già conosciamo,” ha spiegato Bin-Nun.

Il forte effetto gravitazionale del buco nero distorce la luce che arriva dalle stelle intorno a Sagittarius A* prima che arrivi sulla terra, creando immagini multiple dei corpi celesti.  Per ogni stella, Bin-Nun ha osservato che la brillantezza dell’immagine secondaria cambia nel tempo e arriverà al suo massimo quando la stella sarà più o meno allineata con Sagittarius A*.

Lo scienziato ha anche calcolato la curva di luminosità di ogni stella nel futuro, assumendo per vero un modello di Universo a cinque dimensioni (quello detto di Randall-Sundrum II). Se questa descrizione dell’Universo fosse corretta, per esempio una delle immagini secondarie delle stelle prese in considerazione dovrebbe raggiungere il 44% in più di luminosità nel 2018. Se così non succedesse, il modello di Universo a sole 4 dimensioni allora apparirebbe più sensato.

In realtà il lavoro ha numerosi punti deboli teorici (e anche pratici, per esempio per quel che riguarda gli strumenti per misurare la luminosità delle stelle e delle immagini raddoppiate), ma l’intuizione di usare le lenti gravitazionali come uno strumento per sbirciare dentro a un mondo a più dimensioni potrebbe rivelarsi geniale.

Federica Sgorbissa
Federica Sgorbissa è laureata in Psicologia con un dottorato in percezione visiva ottenuto all'Università di Trieste. Dopo l'università, ha ottenuto il Master in comunicazione della scienza della SISSA di Trieste. Da qui varie esperienze lavorative, fra le quali addetta all'ufficio comunicazione del science centre Immaginario Scientifico di Trieste e oggi nell'area comunicazione di SISSA Medialab. Come giornalista free lance collabora con alcune testate come Le Scienze e Mente & Cervello.

7 Commenti

  1. Se ogni gruppo di corpi celesti (su vasta scala) s’allontana dagli altri a causa dell’espansione isotropa dell’universo -secondo le proporzioni di Hubble, ovvero ogni ammasso galattico è come se (dalla propria ottica) stesse al centro geometrico del cosmo- e se questo è lecito misurarlo solo a livello spaziale (senza contare la dimensione temporale) considerando una topografia euclidea, non ho mai capito come ciò possa accadere se non esiste un’ulteriore dimensione ove tal nostro universo è immerso (un bulk con almeno 4D spaziali).
    Quando gonfi un palloncino (come raccontava Gamow) punteggiato di “stelline”…tutte: una per una, s’allontanano da tutte l’altre. Questo avviene poiché la superfice elastica del palloncino è bidimensionale mentre noi, e il luogo dove stiamo, abbiamo nell’insieme una geometria con una dimensione in più. Se quest’evento capita a livello universale…secondo una metrica puramente spaziale: come non può l’universo”funzionare” allo stesso modo del palloncino? Come si fa a osservare ogni corpo che s’allontana più o meno nella stessa misura, da noi, in ogni lato? E appunto non sono solo i corpi ad allontanarsi ma, da quanto calcola la relatività, è il puro spazio che si trova fra ogni ammasso (o superammasso) ad espandersi. L’esistenza d’un’altra dimensione (e macroscopica ) spaziale a me par conseguente…e il fatto che non la percepiamo direttamente vale anche per le succitate “stelline”: se avessero occhi e pelle percepirebbero quasi unicamente quel ch’appare intorno ad esse, sulla superficie elastica del palloncino su cui sono fissate…e non la profondità che ospita esse e noi. Inoltre noi possiamo operare sulla posizione delle “stelline” ma esse non possono fare altrettanto nei nostri confronti…ché sono confinate, possiedono una misura in meno per muoversi. Apprezzerei delucidazioni in proposito (forse mi sfugge qualcosa). Ciao.

  2. Qui la vera impalpabile extra dimensione è quella dove ognuno dovrebbe ragionare con la propria testa anzichè “fidarsi” di concetti dottrine altrui o addirittura prenderle per oro colato!
    Dimostrazione (copio-incollo da quanto riportato sopra…):

    “…Abbiamo scoperto che se il nostro Universo è realmente descritto da una teoria che incorpora altre dimensioni, la luce che passa vicino al buco nero al centro della galassia dovrebbe apparire più intensa di quello che farebbe se invece vivessimo in un Universo con solo le dimensioni che già conosciamo,” ha spiegato Bin-Nun. …”

    In quella frase Bin-Nun non ha “spiegato” un bel nulla! Semplicemente ci viene “chiesto” di credere che la sua scoperta sia vera. Potrebbe esserlo o non esserlo, oppure esserlo parzialmente…

    Qualcuno potrebbe mettere un po’ di pasta nel sugo, per favore, così ne mastichiamo anche noi? Altrimenti non ci saziamo, annusiamo solo il profumo della pietanza! Sarà davvero buona? Vorrei assaggiarla di persona, come dovrebbe fare chiunque.

    Posto che ovviamente concediamo piena fiducia alla bontà della raccolta di ogni dato sperimentale (…altrimenti non andiamo concretamente da nessuna parte e ci fermiamo ai romanzi od alla pura fede), vogliamo o non vogliamo sapere su quale completa dinamica di ragionamento verte la scoperta in questione?

    Chi è curioso salga a bordo. Venite. La corriera è praticamente vuota….

    Un grazie anticipato a chi vorrà esporre, pur in sintesi ma dall’A alla Z ogni singolo passaggio chiave, il ragionamento sottostante le affermazioni cui sopra …non ve ne è proprio traccia in quanto ho letto, a parte le conclusioni dello stesso.
    Già! Di quale?
    Marco (uomo di poca fede).

  3. L’esperienza che ho avuto non so’ se comprende la quinta o la sesta dimensione…Ho vissuto per circa un minuto e mezzo in una realta’ parallela alla nostra ,la cosa migliore e’ descrivere quello che mi è accaduto.
    Ero appena uscito di casa per andare al lavoro,percorro ogni giorno una stradina dove non passa mai nessuno,non pensavo a niente ,la mente era libera da disturbi,ad un certo punto
    vedo le cose che mi circondano in un modo diverso dal solito,gli alberi, i sassi, l’erba, l’asfalto il celo, erano di un colore piu’ brillante, piu’ vivo, piu’ denso del solito ,mi dava l’impressione di essere dentro una immensa bolla dove ogni cosa (compreso me stesso) interagiva con l’altra,”tutto quanto era un tutto”.
    Vi assicuro che non era un sogno stavo caminando ed ero completamente coscente.
    Da quel momento mi sono fatto un sacco di domande una è:
    Per entrare nella dimensione forse bisogna avere il vuoto mentale?
    Comunque è stato stupendo!

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