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La scienza potrà mai scoprire la verità assoluta sulla realtà?

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Uno dei grandi enigmi del 1500 era il modo in cui i pianeti si muovevano in modo apparentemente retrogrado. Ciò potrebbe essere spiegato attraverso il modello geocentrico di Tolomeo (L) o quello eliocentrico di Copernico (R). Tuttavia, ottenere i dettagli con precisione arbitraria era qualcosa che avrebbe richiesto progressi teorici nella nostra comprensione delle regole alla base dei fenomeni osservati, che hanno portato alle leggi di Keplero e, infine, alla teoria della gravitazione universale di Newton. (Credito : E. Siegel/Oltre la Galassia)
Il pianeta Terra, visto nella sua interezza (per quanto si può vedere in una volta) dal satellite GOES-13. In questa immagine, il pianeta può sembrare perfettamente sferico, ma il suo diametro equatoriale è leggermente più grande del suo diametro polare: la Terra è approssimata più accuratamente da uno sferoide oblato che da una sfera perfettamente rotonda. (Credito : NASA/GSFC/GOES-13/NOAA)
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Secondo la leggenda, il primo esperimento per dimostrare che tutti gli oggetti cadevano alla stessa velocità, indipendentemente dalla massa, fu eseguito da Galileo Galilei in cima alla Torre Pendente di Pisa. Due oggetti qualsiasi fatti cadere in un campo gravitazionale, in assenza (o trascurando) la resistenza dell’aria, accelereranno fino al suolo alla stessa velocità. Questo è stato successivamente codificato come parte delle indagini di Newton sulla questione, che hanno sostituito le precedenti nozioni di un’accelerazione costante verso il basso, che si applicano solo alla superficie della Terra. (Credito : juliaorige/pixabay)
Le traiettorie della missione Apollo, rese possibili dalla vicinanza della Luna a noi. La legge di gravitazione universale di Newton, nonostante sia stata sostituita dalla Relatività Generale di Einstein, è ancora così valida per essere approssimativamente vera sulla maggior parte delle scale del Sistema Solare che racchiude tutta la fisica di cui abbiamo bisogno per viaggiare dalla Terra alla Luna e atterrare sulla sua superficie e ritorno. Credito : NASA)
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Un’illustrazione della lente gravitazionale mostra come le galassie sullo sfondo – o qualsiasi percorso di luce – siano distorte dalla presenza di una massa intermedia, ma mostra anche come lo spazio stesso sia piegato e distorto dalla presenza della massa stessa in primo piano. Prima che Einstein esponesse la sua teoria della relatività generale, capì che questa flessione doveva verificarsi, anche se molti rimasero scettici fino a (e anche dopo) l’eclissi solare del 1919 confermò le sue previsioni. C’è una differenza significativa tra le previsioni di Einstein e Newton per la quantità di flessione che dovrebbe verificarsi, a causa del fatto che lo spazio e il tempo sono entrambi influenzati dalla massa nella relatività generale. Credito : NASA, ESA e L. Calçada)
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Anche due buchi neri che si uniscono, una delle fonti più forti di un segnale gravitazionale nell’Universo, non lasciano una traccia osservabile che possa sondare la gravità quantistica. Per questo, dovremo creare esperimenti che sondano il regime della relatività di campo forte, cioè vicino alla singolarità, o che sfruttino intelligenti configurazioni di laboratorio. (Credito : Goddard Space Flight Center della NASA)
Codificati sulla superficie del buco nero possono essere bit di informazioni, proporzionali alla superficie dell’orizzonte degli eventi. Quando il buco nero decade, decade in uno stato di radiazione termica. Se tale informazione sopravviva e sia codificata nella radiazione o meno, e in tal caso, come, non è una domanda a cui le nostre attuali teorie possono fornire la risposta. (Credit: TB Bakker/Dr. JP van der Schaar, Universiteit van Amsterdam)
La gravità quantistica cerca di combinare la teoria generale della relatività di Einstein con la meccanica quantistica. Le correzioni quantistiche alla gravità classica sono visualizzate come diagrammi ad anello, come quello mostrato qui in bianco. Non è ancora deciso se lo spazio (o il tempo) stesso sia discreto o continuo, così come la questione se la gravità sia quantizzata o se le particelle, come le conosciamo oggi, siano fondamentali o meno. Ma se speriamo in una teoria fondamentale del tutto, essa deve includere campi quantizzati, cosa che la Relatività Generale non fa da sola. (Credito : Laboratorio Nazionale Acceleratore SLAC)
Tutta la nostra storia cosmica è teoricamente ben compresa, ma solo qualitativamente. È confermando osservativamente e rivelando varie fasi del passato del nostro Universo che devono essersi verificate, come quando si sono formate le prime stelle e galassie e come l’Universo si è espanso nel tempo, che possiamo veramente arrivare a comprendere il nostro cosmo. Le firme delle reliquie impresse nel nostro Universo da uno stato inflazionistico prima del caldo Big Bang ci danno un modo unico per testare la nostra storia cosmica, ma anche questa struttura ha dei limiti fondamentali. (Credito : Nicole Rager Fuller/National Science Foundation)

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