Una stella dal disco protoplanetario deformato

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Una stella dal disco protoplanetario deformato


02 gennaio 2019

Attorno a una stella in via di formazione è stato osservato un disco protoplanetario deformato, una caratteristica che potrebbe spiegare perché in diversi sistemi planetari extrasolari le orbite dei pianeti si trovano in piani differenti o diversi da quello dell’equatore stellare (red) 

Una protostella giovanissima, circondata da un disco di gas e polveri (detto disco protoplanetario) fortemente deformato, è stata individuata da un gruppo di astronomi dell’Università di Tokyo e del Riken Cluster for Pioneering Research a Saitama, in Giappone, grazie ai dati raccolti del radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), in Cile.

La scoperta – illustrata in un articolo su “Nature” – suggerisce che il disallineamento delle orbite dei pianeti osservato in vari sistemi extrasolari possa essere una conseguenza di analoghe distorsioni nel disco di polveri e gas da cui si sono formati i pianeti.

Nel nostro sistema solare i pianeti orbitano tutti in un piano che si discosta di poco da quello dell’equatore del Sole. Le osservazioni astronomiche hanno però mostrato che in altri sistemi le cose vanno altrimenti e a volte i pianeti si muovono in piani con differenti inclinazioni o con un’inclinazione diversa da quella dell’equatore stellare.

Una stella dal disco protoplanetario deformato
Raffigurazione artistica del disco protoplanetario di L1527 (Cortesia RIKEN)

Una possibile spiegazione è che alcuni di questi pianeti dall’orbita anomala siano stati sbalzati dalla loro orbita originaria da una collisione con qualche corpo celeste, per esempio, un altro pianeta in formazione, o in seguito a una perturbazione gravitazionale dovuta a una stella di passaggio. In alternativa, l’anomalia potrebbe essere legata a una deformazione del disco protoplanetario precedente alla formazione dei pianeti, una possibilità che non era stata ancora documentata.

La stella ora individuata da Nami Sakai e colleghi, chiamata L1527, si trova a circa 450 anni luce di distanza da noi, nella Nube del Toro, e si stima che abbia un’età di appena qualche decina di migliaia di anni. Il suo disco protoplanetario appare dotato di una struttura ritorta, in cui si puòdistinguere una parte interna che si estende fino a circa 40 unità astronomiche dalla stella, che ruota in un piano, ma poi si flette verso una parte  più esterna, che fra le 60 e le 80 unità astronomiche si muove in un piano diverso.

Ora si tratta di capire che cosa ha provocato la deformazione del disco. “Una possibilità – dice Sakai – è che siano ancora presenti le irregolarità nel flusso di gas e polvere della nube che condensandosi ha dato il via alla formazione della stella, e che queste irregolarità  si manifestino come una deformazione del disco. Una seconda possibilità è che il campo magnetico della protostella si trovi in un piano diverso dal piano di rotazione del disco, e che il disco interno venga stirato dal campo magnetico in un piano diverso dal resto del disco.” I ricercatori sperano che l’osservazione di altri casi come quello di L1527 permettano di dare una risposta al quesito.

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Genoma, virus e memoria: il 2018 della biologia

Fisica/Physics, Genetica/Genetics, Neuroscienze/Neuroscience
Genoma, virus e memoria: il 2018 della biologia


31 dicembre 2018

Il tumultuoso passato del genoma umano, i virus come componente fondamentale della vita, gli enigmatici meccanismi della cognizione e della memoria: sono i temi più importanti che hanno segnato l’anno appena passato nel campo della biologia di John Rennie/Quanta Magazine
La legge di Metcalfe, che afferma che il valore di una rete cresce con il quadrato del suo numero di nodi, è un pilastro della teoria delle telecomunicazioni. Ma riguarda anche la biologia, perché anche l’insieme delle connessioni della vita è una rete.

Ogni anno che passa porta alla luce nuove varietà di interconnessioni e relazioni tra la sempre più ampia diversità di organismi, cellule, geni e biomolecole noti alla scienza. A causa dell’evoluzione, possiamo vedere come la rete della vita si estende anche nel tempo, con connessioni genomiche che collegano organismi molto diversi tramite antenati comuni.

Abbiamo una comprensione sempre più approfondita dei principi matematici che governano il modo in cui tutte le “infinite forme bellissime” di Charles Darwin sopravvivono, si adattano, si moltiplicano e prosperano.

Nel 2018, i ricercatori hanno acquisito informazioni utili sulle collaborazioni genetiche che producono cellule viventi e sui meandri del passato genomicamente tumultuoso della vita.

Genoma, virus e memoria: il 2018 della biologia
Illustrazione della doppia elica del DNA. Recenti risultati portano a formulare nuove ipotesi sui geni e sulle loro funzioni. (Science Photo Library / AGF) 

I virus iniziano a sembrare meno parassiti, propaggini quasi-vive di cellule “reali” e più simili a una componente cruciale della vita stessa. Anche molti talenti nascosti condivisi da cellule complesse stanno diventando più evidenti.

E sebbene siamo lontani dal comprendere veramente la più intricata e potente rete biologica, il cervello, i neuroscienziati hanno compiuto progressi significativi nella comprensione di aspetti della cognizione e della memoria, tra molti altri traguardi.

Di quanti geni hanno bisogno le cellule?
Quando si identifica un gene, la domanda che sorge spontanea è: “Che cosa fa?” Quali caratteristiche o tratti il gene determina o almeno influenza?

Spesso è difficile dirlo, e una ricerca sul lievito pubblicata in aprile ha mostrato il perché: i geni funzionalmente interconnessi o ridondanti sono così tanti che la loro piena importanza è difficile da valutare se considerati da soli. Il lavoro corrobora una recente proposta radicale per un modello di genetica definito “onnigenico”, in cui essenzialmente tutti i nostri geni esercitano un’influenza su ogni tratto.

Dove si nascondono gli ndizi cronologici sulla storia antica della vita
Molti dei principali eventi evolutivi nella storia profonda della vita, centinaia di milioni o miliardi di anni fa, potrebbero essere stati causati da trasferimenti “orizzontali” (trasduzioni) di geni tra microrganismi differenti tra loro.

La registrazione di quegli eventi, in linea di principio, dovrebbe essere scritta nel DNA degli organismi, ma sembrava probabile che la natura caotica di quei trasferimenti avesse anche confuso i dettagli genomici al di là di ogni possibile ricostruzione.

Eppure quest’anno due gruppi di ricerca hanno dimostrato che questo problema è stato risolto. Uno ha sviluppato algoritmi per ricostruire l’ordine in cui si verificavano con più probabilità insiemi di trasferimenti orizzontali; l’altro ha esaminato attentamente la trasduzione di un particolare insieme di geni per dedurre quanto tempo fa sono evoluti i microrganismi che producono metano.

La straordinaria importanza dei trasferimenti genici orizzontali per l’evoluzione batterica è apparsa chiara in un annuncio di ottobre. Mentre studiava un tipo di batteriofago (un virus che infetta i batteri), un gruppo internazionale di ricercatori ha identificato un nuovo modo con cui i virus possono raccogliere frammenti di DNA batterico che potrebbero rendere i trasferimenti orizzontali mille volte più estesi. I trasferimenti orizzontali mediati da virus potrebbero infatti essere la principale spinta dell’evoluzione batterica.

Somiglianze di linguaggi
I virus stanno diventando sorprendentemente rilevanti anche per le comunicazioni intercellulari.

Le cellule comunicano abitualmente trasmettendo informazioni molecolari l’una all’altra, spesso tramite piccole vescicole extracellulari che somigliano decisamente a virus. Lavori recenti hanno dimostrato che la somiglianza è più che casuale.

I virus hanno dirottato alcuni meccanismi di comunicazione intercellulare per i loro scopi riproduttivi, ma le cellule hanno anche preso in prestito alcune molecole dai virus per perfezionare il processo di formazione delle vescicole.

Genoma, virus e memoria: il 2018 della biologia
I virus sono probabilmente una componente essenziale per la vita stessa: l’ipotesi emerge dalla loro somiglianza con le vescicole utilizzate dalle cellule per scambiarsi segnali. (Olena Shmahalo/Quanta Magazine) 

Come ha osservato uno degli scienziati che ha diretto questo lavoro, virus e vescicole extracellulari sembrano essere disposti su una sorta di continuum: può essere difficile dire categoricamente dove iniziano i virus e dove finiscono le vescicole extracellulari. (Le distinzioni tra virus e cellule diventano ancora più sfocate con la scoperta di un gruppo di virus giganteschi, più grandi di alcuni batteri, che hanno un insieme quasi completo dei geni necessari per la vita indipendente.)

Il segreto della ricrescita degli arti
Quando si tratta di guarire le ferite, nulla è più impressionante della capacità di alcuni organismi (ma ahimé, non degli umani adulti) di far ricrescere gli arti mancanti. L’impareggiabile campione della rigenerazione degli arti tra i vertebrati è la salamandra chiamata axolotl, e la scienza della rigenerazione ha fatto un grande passo in avanti all’inizio di quest’anno con la pubblicazione di una sequenza completa del genoma di un axolotl.

Genoma, virus e memoria: il 2018 della biologia
Un esemplare di Ambystoma mexicanum, meglio noto con il suo nome comune di axolotl (Science Photo Library / AGF)

Nel frattempo, studi correlati stanno esplorando l’idea non ortodossa che anche alcuni fenomeni bioelettrici, oltre a quelli biochimici, siano importanti durante lo sviluppo e la rigenerazione: alcuni dati suggeriscono che anche prima che il sistema nervoso funzioni, il cervello sfrutti segnali bioelettrici per guidare la crescita degli arti embrionali.

Predire il futuro per dare senso al presente
Capire come il cervello svolga compiti complessi di cognizione, percezione e memoria è una delle sfide più scoraggianti della scienza.

Una teoria controversa si basa sul concetto di codifica predittiva: lavorando a partire da un modello interno di realtà che prevede ciò che accadrà dopo, il cervello confronta costantemente le esperienze reali con le sue aspettative e quindi aggiorna il modello di conseguenza. È un’idea interessante, se i ricercatori riusciranno a capire in che modo il cervello potrebbe metterla in pratica.

Per ricordare, il cervello deve dimenticare attivamente
La memoria rappresenta un enigma formidabile persino tra i processi cognitivi.

Per decenni, i ricercatori hanno studiato come il cervello memorizza le informazioni sulle esperienze e gli errori di memoria sono stati spesso considerati semplici fallimenti del sistema. Questo potrebbe essere un errore: i neuroscienziati stanno accumulando prove che dimenticare è parte cruciale del nostro processo di apprendimento e che le tracce di memoria di nuove esperienze possono essere normalmente destinate a scomparire in modo automatico.

Genoma, virus e memoria: il 2018 della biologia
I meccanismi della memoria si basano su un continuo processo di oblio: è quanto emerso da recenti studi. (Toma Vagner for Quanta Magazine) 

Tuttavia, ciò non significa che i ricordi si possano sempre cancellare facilmente: monitorando quello che accade nel cervello durante i processi di apprendimento, alcuni ricercatori hanno osservato una riluttanza a rinunciare a modelli di risposta consolidati a favore di nuovi. E altri scienziati hanno avuto successo nel migliorare i ricordi di alcuni soggetti monitorando i loro ritmi cerebrali e applicando scosse precise al momento giusto.

(L’originale di questo articolo è stato pubblicato il 21 dicembre 2018 da QuantaMagazine.org, una pubblicazione editoriale indipendente online promossa dalla Fondazione Simons per migliorare la comprensione pubblica della scienza. Traduzione ed editing a cura di Le Scienze. Riproduzione autorizzata, tutti i diritti riservati)

L’anno dei giovani in matematica e computer science

Intelligenza Artificiale/Artificial Intelligence, Matematica/Mathematics, Neuroscienze/Neuroscience
L'anno dei giovani in matematica e computer science


31 dicembre 2018

Alcuni giovanissimi matematici e molti dilettanti di ogni età hanno dato contributi significativi alle questioni più difficili nel campo della matematica e nell’informatica teorica di Michael Moyer/Quanta Magazine


La giovinezza ha segnato l’anno nel campo della matematica. Le medaglie Fields, assegnate ogni quattro anni ai migliori matematici con meno di 40 anni di età, sono andate a quattro persone che hanno lasciato il segno in tutto il panorama matematico.

Nel 2018 uno dei premi è andato a Peter Scholze, che a 30 anni è diventato uno dei più giovani vincitori di sempre. Ma quest’anno poteva capitare anche ai trentenni di sentirsi vecchi.

Due studenti, uno laureato e l’altro di soli 18 anni, in due distinte scoperte, hanno ridefinito i confini che separano i computer quantistici dal normale calcolo classico. Un altro laureato ha dimostrato una congettura vecchia di decenni sulle curve ellittiche, un tipo di oggetto che ha affascinato i matematici per secoli. E i matematici dilettanti di tutte le età hanno dato un contributo significativo a problemi rimasti a lungo dormienti.

Ma forse il segno più significativo della crescita dei giovani è stato quando Scholze, meno di un mese dopo la cerimonia della medaglia Fields, ha reso pubblica (insieme a un collaboratore) la sua mappa indicando un errore in una presunta prova della famosa “congettura abc”. La dimostrazione, proposta sei anni fa da un luminare della matematica, da allora aveva perplesso la maggior parte dei matematici.

L’adolescente che mette in crisi i computer quantistici
Questo doveva essere l’anno in cui i computer quantistici avrebbero raggiunto finalmente la “supremazia quantistica”, la prova indiscutibile che una macchina quantistica è in grado di surclassare un normale computer classico.

L'anno dei giovani in matematica e computer science
Klaus Kremmerz/Quanta Magazine 

Non è stato così. Le macchine quantistiche devono superare un’asticella sempre più alta, poiché la ricerca sugli algoritmi quantistici tende a ispiraremiglioramenti negli algoritmi classici. Questo è stato evidente a luglio, quando il diciottenne Ewin Tang ha eliminato quello che era stato uno dei migliori e più chiari esempi di un problema in cui si riteneva che i computer quantistici sarebbero stati superiori nella soluzione.

Tang originariamente intendeva dimostrare che un simile algoritmo era impossibile. Il ritardo nella supremazia quantistica ha persino portato alcuni teorici informatici a sostenere che i computer quantistici non supereranno mai le macchine classiche.

La controversia della congettura abc
Una dimostrazione matematica è vera o ha bisogno di più lavoro, e in teoria qualsiasi matematico esperto dovrebbe essere in grado di vedere la differenza tra i due casi. In pratica, però, le dimostrazioni possono essere logiche, ma i matematici rimangono umani.

Raramente questo è stato più evidente che nella controversia che riguarda la congettura abc, un problema importante nella teoria dei numeri.

L’acclamato matematico Shinichi Mochizuki ha annunciato nel 2012 di aver dimostrato la congettura. Ma nei sei anni successivi, pochi ricercatori al di fuori dell’orbita di Mochizuki sono stati in grado di seguire l’enorme, sconcertante dimostrazione, portando alcuni a sospettare che i suoi annunci non fossero veritieri.

A settembre, Scholze e Jakob Stix della Goethe University di Francoforte hanno annunciato di aver trovato quello che hanno definito un “errore serio e irrisolvibile” nel lavoro originale. Mochizuki continua ad affermare che la sua dimostrazione è sia corretta sia completa.

Solo un mese prima, a Scholze era stata conferita la medaglia Fields, il più alto riconoscimento per un matematico sotto i 40 anni. Abbiamo tracciatoun suo profilo insieme con quello degli altri tre vincitori – Caucher Birkar,Alessio Figalli e Akshay Venkatesh – e di Constantinos Daskalakis, che ha vinto il premio Nevanlinna per la computer science teorica.

L’apprendimento automatico affronta l’elefante nella stanza
L’intelligenza artificiale nella forma dell’apprendimento automatico è cresciuta di importanza nel 2018. Ma i ricercatori hanno anche continuato a sondare i limiti in cui le nostre macchine più intelligenti falliscono. Un gruppo ha scoperto che sovrapponendo un elefante all’immagine di un soggiorno, un avanzato sistema di riconoscimento delle immagini fallisce in modo interessante.

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Un elefante in una stanza: una rappresentazione che mette in crisi gli algoritmi di apprendimento automatico. (Eric Nyquist for Quanta Magazine)  

E nonostante gli enormi progressi compiuti nei sistemi di gioco che possono insegnare a se stessi classici giochi da tavolo come Go e scacchi, permangono dei dubbi sul fatto che sistemi simili saranno mai in grado di affrontare scenari complicati del mondo reale.

“C’è davvero un enorme divario tra le attività reali del pensiero, l’esplorazione creativa delle idee e ciò che attualmente vediamo nell’IA”, ha detto Josh Tenenbaum, esperto di processi cognitivi del Massachusetts Institute of Technology. “Quel tipo di intelligenza esiste, ma sta per lo più nella mente dei grandi ricercatori di intelligenza artificiale”.

Una laureata risolve il problema della verifica quantistica
In ottobre, Urmila Mahadev ha presentato la sua soluzione a una questione di base nella teoria dell’informazione quantistica chiamata problema della verifica quantistica.

Subito dopo la laurea, Mahadev ha impiegato otto anni per sviluppare un metodo per garantire che un computer quantistico utilizzi una sorta di “quantisticità” per risolvere un problema.

L'anno dei giovani in matematica e computer science
La giovane matematica Urmila Mahadev. (Jana Ašenbrennerová/Quanta Magazine) 

È stata in grado di dimostrare il metodo collegando il calcolo quantico alla crittografia classica in un modo “veramente innovativo”, ha dichiarato Thomas Vidick, informatico del California Institute of Technology. “Mi aspetto molti altri risultati per continuare a costruire sulla base di queste idee”.

Nuove dimostrazioni che le curve infinite sono di due tipi
Le curve ellittiche sono oggetti matematici fondamentali che hanno svolto un ruolo chiave nelle scoperte recenti, inclusa la dimostrazione dell’ultimo teorema di Fermat. A novembre, abbiamo parlato di un articolo poco notodel 2017 in cui Alexander Smith, uno studente laureato della Harvard University, ha dimostrato una congettura vecchia di 40 anni sulle curve ellittiche. Ha scoperto che esattamente metà delle curve ellittiche ha “rango” 0, e l’altra metà rango 1. (Questo anche se esiste un numero infinito di curve ellittiche che hanno un rango maggiore di 1, a causa delle bizzarre statistiche dell’infinito.)

Un matematico dilettante trova la più piccola copertura universale
I matematici dilettanti hanno vissuto un grande anno.

Un anonimo commentatore on-line e uno scrittore di fantascienza hanno fatto un grande passi avanti su una questione vecchia di 25 anni che riguarda le permutazioni. Il co-fondatore di un’organizzazione per contrastare l’invecchiamento ha compiuto i primi progressi sul problema del “numero cromatico del piano” da 60 anni a questa parte. E un programmatore in pensione ha trovato la più piccola “copertura universale”, un oggetto in grado di coprire qualsiasi altra forma bidimensionale con raggio uno.

(L’originale di questo articolo è stato pubblicato il 21 dicembre 2018 da QuantaMagazine.org, una pubblicazione editoriale indipendente online promossa dalla Fondazione Simons per migliorare la comprensione pubblica della scienza. Traduzione ed editing a cura di Le Scienze. Riproduzione autorizzata, tutti i diritti riservati)

La fisica del 2018, tra dubbi e scoperte

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La fisica del 2018, tra dubbi e scoperte


29 dicembre 2018

Cosmologia, fisica e astronomia stanno attraversando un periodo di particolare vitalità, tra la confusione legata alla messa in discussione di teorie ritenute consolidate o promettenti e la grande apertura a nuovi scenari dovuta a risultati inaspettati di Natalie Wolchover/Quanta Magazine

 Dieci anni fa era praticamente una verità sacrosanta tra i fisici che l’universo fosse iniziato con un’improvvisa espansione dello spazio nota come inflazione cosmica.

Inoltre, i fisici credevano che la materia oscura del cosmo fosse costituita da nuvole invisibili di particelle inerti e pesanti, soprannominate WIMP, e che le leggi della natura rispettassero la supersimmetria, un ordinato rispecchiamento della materia e delle forze.

Tutto quello che era rimasto da fare era raccogliere le prove di queste soluzioni ad alcuni dei più grandi misteri dell’universo.

Quelle prove non sono mai arrivate. Oggi, la storia dell’origine del cosmo è messa in dubbio, l’identità della materia oscura è aperta a ogni ipotesi e la supersimmetria è tutt’altro che scontata, lasciando delle lacune nelle nostre leggi della natura.

Se a questo si aggiunge il mistero dell’energia oscura, i paradossi dei buchi neri e le bizzarrie quantistiche, è chiaro che il campo della fisica fondamentale sta vivendo un periodo sia di confusione sia di tonificante apertura a nuove idee.

La fisica del 2018, tra dubbi e scoperte
Un’immagine di Stephen Hawking. (Wikimedia Commons) 

Quest’anno non ha portato indizi significativi o risposte ad alcuni dei misteri fondamentali della fisica. Anzi, quei misteri si fanno sempre più fitti. Al contrario, i fisici della materia condensata, che studiano gli esotici comportamenti emergenti di un gran numero di particelle, e gli astronomi, armati di potenti nuovi telescopi, stanno letteralmente nuotando nei dati e nelle scoperte.

Perché il rompicapo del buco nero di Stephen Hawking continua a sconcertare
Il celebre fisico britannico Stephen Hawking è morto il 14 marzo scorso all’età di 76 anni. Hawking amava scommettere con i colleghi su questioni cruciali della fisica teorica. Nel 1991, scommise che l’informazione che cade in un buco nero viene distrutta senza poter essere più recuperata.

Hawking ha perso la scommessa; i fisici ora credono che l’informazione sfugga in qualche modo ai buchi neri. Ma il modo in cui ne esce – una questione sollevata dalla scoperta di Hawking della radiazione di un buco nero – è diventato un importante volano della ricerca in fisica fondamentale. Un approccio sempre più popolare è stato studiare la questione trattando i buchi neri come ologrammi.

Il sussurro delle prime stelle alimenta il dibattito sulla materia oscura
A marzo, alcuni scienziati hanno riferito che un gruppo di piccole antenne radio nell’entroterra australiano, l’esperimento EDGES, ha rilevato una banda di assorbimento spettrale proveniente dalle prime stelle.

L’intensità del segnale, che indica quanta luce era assorbita da quelle stelle, era sorprendentemente forte, suggerendo che il cosmo primordiale fosse significativamente più freddo di quanto si pensasse. Un cosmologo ha ipotizzato che il vorticoso gas di quell’epoca avrebbe potuto essere raffreddato da interazioni con un tipo di materia oscura non standard, ma questa idea non ha retto alla prova del fatti. Vale la pena tenere d’occhio i prossimi studi sul presunto segnale dell’alba cosmica.

L’orbita straordinaria di un nuovo mondo punta al Pianeta Nove
Gli astronomi discutono da diversi anni sull’esistenza di un pianeta gigantesco oltre l’orbita di Nettuno. A maggio è stato individuato un altro corpo roccioso, più piccolo, che ha aggiunto prove indiziarie al caso del “Pianeta Nove”. Per quanto riguarda trovarlo, però, il potenziale nono pianeta potrebbe essere essenzialmente invisibile agli osservatori attuali. 

La fisica del 2018, tra dubbi e scoperte
Una foto della Via Lattea sopra l’osservatorio del Paranal, in Cile, dell’European Southern Observatory. (Credit: ESO/Wikimedia Commons)

Andando ben oltre il nostro sistema solare, nello scorso aprile la pubblicazione di misurazioni dettagliate di oltre un miliardo di stelle della Via Lattea da parte del telescopio spaziale Gaia ha stimolato una nuova comprensione di come la nostra galassia si è formata ed evoluta. Gli astronomi hanno identificato popolazioni anomale di stelle che sembrano conservare il ricordo di un’antichissima collisione tra la giovane Via Lattea e una galassia nana. “Ci sono detriti dappertutto”, ha spiegato Vasily Belokurov dell’Università di Cambridge.

La matematica particolare che potrebbe essere alla base delle leggi della natura
Mentre i ricercatori si scervellano sull’insieme apparentemente casuale di particelle elementari e forze, nuove scoperte alimentano il vecchio sospetto che questi ingredienti scaturiscano dalla logica di strani numeri in otto parti chiamati “ottetti”. La fisica matematica Cohl Furey ha trovato alcuni intriganti nuovi collegamenti tra particelle elementari e ottetti, ma resta da vedere se porteranno a una svolta o a un vicolo cieco.

L’energia oscura potrebbe essere incompatibile con la teoria delle stringhe
A partire dall’estate scorsa, i fisici hanno discusso un’ipotesi che sembra mettere il nostro universo in contrasto con la teoria delle stringhe.

L’ipotesi afferma che mentre l’universo si espande, la densità di energia nel vuoto dello spazio deve diminuire più velocemente di un certo tasso. La regola sembra valere in tutti i modelli semplici di universi basati sulla teoria delle stringhe, il che suggerisce che potrebbe valere in tutto il “paesaggio” di possibili universi che la teoria consente.

Ma la regola viola due diffuse convinzioni sull’universo attuale: considera impossibile sia l’immagine standard dell’espansione attuale del cosmo, dominata dall’energia oscura, sia il modello principale della sua nascita esplosiva, la teoria nota come inflazione cosmica.

L’ipotesi ha causato confusione, ma “anche, ovviamente, enorme eccitazione”, ha detto il fisico Timm Wrase, perché “ha molte implicazioni di grande portata per la cosmologia”.

Perché il modello a molti mondi ha molti problemi

La fisica del 2018, tra dubbi e scoperte
Vista dell’interno dell’esperimento MiniBooNE. (Wikimedia Commons)

Quest’anno, il secolare dibattito sul significato della meccanica quantistica è stato riacceso da diversi esperimenti, reali e mentali, che contribuiscono alla discussione sulla realtà in un universo probabilistico.

L’articolo di “Quanta” più commentato del 2018 è stato una revisione criticadella sempre più popolare “interpretazione dei molti mondi”, che ipotizza l’esistenza di un numero quasi infinito di universi che riproducono in parallelo tutte le possibili realtà consentite dalla meccanica quantistica. L’autore, il giornalista Philip Ball, ha definito i problemi che scaturiscono da questa idea “soverchianti”.

Per quanto riguarda i risultati da osservare nei prossimi anni, i fisici della materia condensata hanno trovato segni di un limite fondamentale di velocità in materiali quantistici e hanno riflettuto sulle atmosfere quantistiche recentemente proposte. L’esperimento MiniBooNE ha riportato possibili prove di un quarto tipo di neutrino, che, se verificato, rivoluzionerebbe la fisica.

(L’originale di questo articolo è stato pubblicato il 21 dicembre 2018 da QuantaMagazine.org, una pubblicazione editoriale indipendente online promossa dalla Fondazione Simons per migliorare la comprensione pubblica della scienza. Traduzione ed editing a cura di Le Scienze. Riproduzione autorizzata, tutti i diritti riservati)