Lo spazio. Non lo spazio inteso come spazio intergalattico, ma spazio proprio nel senso di “dimensione spaziale“… cos’è?
Se la “dimensione temporale” ci mette un po’ in crisi, lo spazio sembra essere così ben conosciuto e tangibile che non ce ne sentiamo padroni. Eppure anche lo spazio, come il tempo, ci stupisce.

Intanto è vero, lo spazio ha tre dimensioni, tant’è che le fedeli ricostruzioni sono 3D, appunto, in onore alla fedeltà a tutte le dimensioni spaziali.

In un 3D quindi abbiamo bisogno di tre numeri, la x, la y e la z. Infatti quando andiamo a comprare un mobile o un divano vogliamo sapere i famosi tre numeretti: la larghezza, l’altezza e la profondità. Nel 3D servono sempre tre numeri per definire una posizione, come le coordinate GPS: latitudine, longitudine e altitudine.
Il GPS ci mostra chiaramente che i concetti di spazio e di posizione sembrano senz’altro sotto controllo.
Devo dire che in parte è vero, l’intuito qui ci aiuta, ma solo nelle distanze che sperimentiamo noi.. centimeti, metri, chilometri, migliaia di chilometri.
Tempo fa non si conosceva l’elettronica, non si conoscevano bene gli atomi e le molecole, non c’erano i potenti microscopi e quindi il mondo dell’ultrapiccolo era del tutto inosservato. Ora, invece, l’ultrapiccolo fa parte del lessico quotidiano: DNA, Ossigeno, tutti nomi che conosciamo benissimo. Quindi l’ultrapiccolo è conosciuto eccome: elettroni, elettricità, elettronica, meccanica quantistica, ne sappiamo parlare tutti eppure siamo già sull’orlo del precipizio. Sì, precipizio, perché se riduciamo un altro peletto le dimensioni e parliamo di questi benedetti elettroni, il concetto di posizione inizia ad essere più sfumato. Impossibile localizzare un elettrone coi famosi tre numeretti che servono ad indicare una posizione nel tridimensionale.
IMPOSSIBILE.
Possiamo solo dire con che probabilità occupa una certa regione spaziale. Il concetto di posizione che ci ha fatto sempre stare tranquilli inizia a cambiare e diventa una densità di probabilità di esistenza.
Roba difficile? Forse, ma non più di tanto: basta pensare che siccome siamo tutti un po’ onda e un po’ particella, più siamo piccolini più l’aspetto ondulatorio è evidente. Noi siamo belli grossi e panciuti quindi l’aspetto ondulatorio non si vede, e questo è vero anche per un sasso e per una cellula… ma poi… poi dobbiamo tenerne conto se siamo nell’era della microelettronica e del progresso scientifico.
Se vogliamo osservare meglio la “posizione” di un elettrone e vedere quindi dove sta in quella nuvola nebbiosa di densità di probabilità di esistenza, dobbiamo usare metodi più decisi. Abbiamo bisogno di radiazioni energetiche per andarlo ad osservare. La luce visibile che i nostri occhi vedono non è sufficientemente energetica. Più utilizziamo radiazioni energetiche e più nitidamente lo vediamo, o, megio, con più precisione possiamo determinarle la posizione. Ma c’è un problema: gli abbiamo sparato contro così tanta energia che dopo l’osservazione l’elettrone chissà dov’è andato a finire. Come a dire: lo abbiamo individuato per bene, ma ora chissà dov’è. Possiamo quindi dire “dov’era“! E che ce ne facciamo?

Brutta storia, ma le cose vanno proprio così e non per niente esiste un principio, chiamato “principio di indeterminazione di Heisemberg” che dice proprio questo: è impossibile determinare simultaneamente posizione e quantità di moto. Il prodotto di queste due incertezze è sempre maggiore di un numero, molto piccolo d’accordo, ma non zero. Se vogliamo essere precisi in uno, sacrifichiamo la precisione dell’altro.
Ecco quindi che possiamo scordarci di determinare la “posizione” di un oggetto. Anche se per gli elettroni il problema è drammatico, per gli oggetti grossi che ci circondano questa “imprecisione” possiamo anche trascurarla!
Però è imporante dire che la “posizione” a questo punto non ha più significato.

ecco un link di un’intervista al riguardo:

http://www.tag24.it/podcast/pietro-calandara-scienziato-salotto/

E se andiamo nel mondo dell’ultragrande? Ne vedremo di altre… stay tuned e a breve altro articolo al riguardo