Gravitone

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Gravitone
Status ipotetica
Massa 0
Carica elettrica 0
Spin 2

Il gravitone è un'ipotetica particella elementare, responsabile della trasmissione della forza di gravità nei sistemi di gravità quantistica. Questa particella è prevista in diversi modelli teorici che mirano ad unificare i fenomeni gravitazionali con quelli quantistici, ma la sua esistenza non è ancora stata sperimentalmente verificata.

Secondo la teoria dei gravitoni, il movimento di un corpo produrrebbe un segnale di informazione che impiega un tempo rapidissimo, ma comunque non nullo per arrivare all'altra massa interagente (secondo la relatività generale sarà uguale alla velocità della luce), e adeguare la forza di gravità alla nuova distanza fra i due corpi.

Secondo altri punti di vista, come il Teorema di non-località di Bell fra le particelle in genere, ed anche fra due masse e relativi gravitoni esiste un legame fuori dal continuo spaziotemporale, e quindi indipendente da questi e permanente ad ogni distanza di spazio e di tempo fra le due particelle. Ciò spiegherebbe anche perché la gravità è in grado di agire fra due corpi lontanissimi.

Secondo le previsioni teoriche, i gravitoni devono esercitare sempre una forza attrattiva (infatti, la gravità non è mai repulsiva), agire a qualsiasi distanza (la gravità è una forza che agisce anche a grande distanza). Nella teoria quantistica, queste caratteristiche definiscono un bosone con spin pari (2 in questo caso) e massa a riposo pari a zero.

Nella gravità quantistica, i gravitoni svolgono lo stesso ruolo che svolgono i fotoni (i quanti del campo elettromagnetico) nell'ambito dell'elettrodinamica quantistica. In questo caso i fotoni vengono continuamente creati e distrutti da tutte le particelle cariche, e l'interazione con questi fotoni produce le forze macroscopiche con cui siamo familiari, come il magnetismo.

Dato il grande successo dei quanti nel descrivere il vasto numero di forze dell'universo, è sembrato naturale che lo stesso metodo possa funzionare bene anche sulla gravità. Sono stati fatti molti tentativi di introdurre il (finora mai osservato) gravitone, che dovrebbe funzionare in maniera simile al fotone. Si sperava che questo avrebbe portato rapidamente a una teoria quantistica della gravitazione, anche se la formalizzazione matematica sarebbe stata non priva di ostacoli, ma non è andata così. Una teoria di questo tipo richiederebbe al gravitone di operare in maniera simile al fotone, ma contrariamente all'elettrodinamica, dove i fotoni agiscono direttamente l'uno sull'altro, e sulle particelle cariche, la gravità non funziona così semplicemente. Comportamenti a lungo osservati mostrano che la gravità è creata da qualsiasi forma di energia (la massa ne è semplicemente una forma condensata), ed è difficile da descrivere in modo analogo alla carica. Ad oggi tutti i tentativi di creare una teoria quantistica consistente per la gravitazione sono falliti.

Rilevare un gravitone, se esso esiste, si dimostrerebbe abbastanza problematico. Le particelle trasportano pochissima energia quindi individuarle sarebbe molto complicato. L'unico modo per farlo sarebbe quello di cercare casi in cui il movimento complessivo o l'energia di un oggetto cambiano in modo differente da quello previsto dalla relatività generale: tuttavia uno dei principi fondamentali che riguarda la gravità quantistica stabilisce che essa aderirebbe il più possibile a dette previsioni.

Si noti che una teoria della gravità quantistica non richiede necessariamente un gravitone; ad esempio la teoria LQG, (loop quantum gravity, gravitazione quantistica a loop) non ha una particella analoga.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

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