NOCI (Bari) - Anche io sono stato vittima della serie tv del momento: Stranger Things.
Era dai tempi dell’isola di Lost che una serie televisiva non influenzava così tanto l’immaginario collettivo. Questa volta non siamo naufraghi, ma bambini della cittadina americana di Hawkins negli anni ‘80. La perfetta ambientazione, le musiche e le continue citazioni fanno delle due stagioni di Stranger Things un prodotto televisivo imperdibile! Questo articolo è NO SPOILER, potete continuare la lettura senza preoccuparvi di antipatiche anticipazioni.
Stranger Things parla di un gruppo di ragazzini (che a prima vista sembrano i Goonies) appassionati del gioco di ruolo Dungeons & Dragons. Uno dei ragazzini, Will, sparirà nel nulla, le ricerche si faranno frenetiche e saranno condite dall’apparizione di una misteriosa ragazzina e dal coinvolgimento di una strana base governativa vicina alla città.
Il filo narrativo della trama è portato avanti da un’altra protagonista: la scienza.
Da una parte abbiamo gli scienziati in camice bianco che lavorano a una ricerca senza farsi troppi scrupoli, dall’altra i giovani protagonisti che alla scienza si affidano per svelare alcuni misteri.
Nel tentativo di saperne di più, nell’episodio 5 della prima stagione, i ragazzi chiedono al loro professore di scienza, Mr. Clark, informazioni su possibili dimensioni parallele alla nostra, magari malvagie proprio come ne “la valle delle ombre” di Dungeons & Dragons, un’eco oscura del mondo materiale, un universo opposto e contrario al nostro, il sottosopra!
Il dialogo tra i ragazzi e il professore, brillantemente risolto con la metafora della pulce e dell’acrobata li porta all’interpretazione a molti mondi della meccanica quantistica basata sul fatto che una misura abbia come conseguenza la divisione della realtà in molte dimensioni parallele alla nostra realtà, in ciascuna delle quali l’operazione di misura restituisce un preciso valore tra i diversi possibili.
Perché effettuare una misura dovrebbe produrre molti “mondi” diversi?
Se voglio calcolare la traiettoria di un pallone dopo il tiro di un calciatore ho bisogno di misurare la posizione e la velocità. Posso, ad esempio, filmare il tiro al pallone e, rivedendo il moto fotogramma per fotogramma, dedurre dove si trova (posizione) e dove sta andando (velocità). Conoscere esattamente queste grandezze in un istante mi permette di calcolare la traiettoria del pallone, cioè prevedere dove si troverà nell’istante successivo.
Di certo questa misura non ha generato dimensioni parallele.
Adesso ingrandiamo sempre di più un fotogramma del nostro filmato fino ad entrare all’interno di uno degli atomi di cui è composto il pallone.
Ciascuno di noi ha chiara in mente l’analogia tra un atomo e un sistema solare ed è proprio questo che si immagina ingrandendo fino alla scala subatomica la materia. Bene, la natura ci ha insegnato che questa immagine è errata e ingannevole!
La materia non è fatta da particelle che percorrono traiettorie: gli elettroni non percorrono traiettorie attorno al nucleo come quelle dei pianeti attorno al Sole perché il concetto stesso di traiettoria non ha senso all’interno dell’atomo.
Vediamo perché.
Per calcolare la traiettoria del nostro pallone lo abbiamo filmato. Per filmare qualcosa dobbiamo vederla, illuminarla. Quando la luce colpisce il pallone in moto non lo influenza in alcun modo. Proviamo adesso ad immaginare di illuminare il nostro pallone con una luce fatta da tantissime palline da tennis velocissime o che il faro usato per illuminare il pallone produca un vento fortissimo (la luce è sia onda che particelle!): illuminare con una luce di questo tipo il pallone ne modificherebbe la posizione e la velocità che vogliamo misurare!
Questo è quello che accade a un elettrone: se viene colpito dalla luce, viene eccitato, modificato perché il fotone “è simile” all’elettrone.
Come facciamo allora a calcolare dove sarà (traiettoria) un elettrone se non possiamo illuminarlo per vederlo?
La soluzione a questo problema è cambiare le regole del gioco e dire che non ha senso parlare di traiettoria per un elettrone!
Questa modalità è geniale, figlia di menti geniali. L’ha usata Einstein per giungere alle sue teorie della relatività ponendo un limite fisico alla velocità massima raggiungibile. La usa Heisenberg per dirci che non è possibile contemporaneamente misurare posizione e velocità di un elettrone, quindi non si può conoscere la sua traiettoria.
In fisica, però, solo quello che si può misurare ha significato e per questo la traiettoria non ha significato per un elettrone: di una particella come l’elettrone posso dire “è qui”, ma non posso sapere dove sta andando, oppure posso dire “sta andando li”, ma non sapere dove si trova.
Questo è il principio di indeterminazione di Heisenberg e ci suggerisce che la traiettoria non esiste nel suo divenire per una particella come l’elettrone, ma esiste nel suo compimento: posizione, velocità e altre grandezze fisiche di una particella subatomica diventano reali, determinate, solo e soltanto nel momento in cui le misuro.
Fino a quando non misuro la sua posizione, l’elettrone è contemporaneamente dappertutto intorno al nucleo perché la sua posizione precisa è determinata dall’atto stessa della misura: misurare la posizione porta la particella a trovarsi in quel preciso punto e non in ciascuno degli altri punti intorno al nucleo.
Ma tutto questo cosa ha a che vedere con le dimensioni parallele?
La meccanica quantistica prevede la probabilità che una particella si trovi in un determinato stato, ad esempio in una precisa posizione, ma non sa spiegare come durante una misura la particella arrivi proprio in un preciso stato e non in un altro, come scelga proprio quella posizione. L’interpretazione ortodossa della meccanica quantistica ci dice che il valore misurato è determinato casualmente fra tutti i possibili risultati ammessi.
La Teoria a molti mondi del fisico e matematico Hugh Everett III citata in Stranger Things fornisce una diversa interpretazione.
La teoria afferma che il sistema quantistico (la particella) non decide né sceglie, ma durante la misura la linea temporale del sistema, compreso l’osservatore, si divide in tanti rami quanti sono i possibili stati del sistema: in ognuno dei rami la misura porta a un determinato valore reale!
Misurare, ad esempio, la posizione di un elettrone crea tante dimensioni parallele alla nostra quanti sono i valori che questa misura può restituire ed in ognuna di queste dimensioni la misura restituisce un solo determinato valore non casuale.
Per l’osservatore, la realtà è una e una sola, indistinguibile: quella in cui la singola versione di noi stessi che effettua la misura è bloccata con il determinato valore della misura.
In questa teoria (supportata anche matematicamente, ma di difficile verifica) le diramazioni temporali sono previste sempre e ogni volta che una particella subatomica interagisce con un'altra.
Una teoria affascinante e lontana dal senso comune almeno quanto i paradossi della meccanica quantistica che cerca di risolvere. Una teoria usata per dare sostanza alla misteriosa dimensione “sottosopra” di Stranger Things.
LINK UTILI
Netflix - Stranger Things https://www.netflix.com/it/title/80057281
Lost - https://www.mondofox.it/lost/
Dungeons & Dragons - http://www.regoledelgioco.com/giochi-da-tavolo-di-ruolo-strategia/dungeons-dragons/
Universi Paralleli: Molti Mondi - https://www.youtube.com/watch?v=Fq3neJEZZqo
Roberto Battiston: La meccanica quantistica raccontata a chi non ne sa assolutamente nulla - https://www.youtube.com/watch?v=tBTSm6JHuN8