Spazio (fisica)

Lo spazio fisico in cui ci muoviamo, e in cui interagiamo col mondo oggettivo, è un concetto primitivo. Infatti, nella fisica classica, si dà per scontato che i fenomeni avvengano in uno spazio euclideo tridimensionale, dove ogni posizione può essere descritta usando tre coordinate, ciascuna misurabile come lunghezza o distanza. Tale spazio è omogeneo e isotropo. Perciò un qualunque punto dello spazio vale quanto un altro, per la verifica dei fenomeni fisici, e non esiste una posizione privilegiata. Si parla cioè di simmetria di traslazione e di simmetria sferica.

Definizione

In realtà, la nozione di spazio in fisica non è facile da dare. Diversi concetti usati per cercare di definire lo spazio sono elencati di seguito:

• la struttura definita da un insieme di "relazioni spaziali" tra oggetti;
• una molteplicità definita da un sistema di coordinate dove un oggetto può essere individuato;
• l'entità che impedisce a tutti gli oggetti dell'universo di toccarsi l'uno con l'altro;
• è un qualcosa che viene percorso da un oggetto;
• spazio ed energia, due diversi modi di considerare la stessa cosa.

Come si nota, queste "pseudo - definizioni" non sono molto soddisfacenti e perciò, considerato che in qualunque teoria è ovvio che non sia possibile dare una definizione di ogni cosa, conviene considerare il termine spazio, dato il suo aspetto basilare, come un concetto primitivo, accontentandosi di descriverlo solo indirettamente tramite le sue proprietà: si estende in ogni direzione attorno a noi, ha 3 dimensioni, è omogeneo, isotropo, etc.

Questo perché l'idea di spazio, psicologicamente parlando essendo sempre associata all'idea del "vuoto", nacque come primitiva visione di un'estensione più o meno "vuota" all'esterno dell'uomo. L'impossibilità di definirlo sorge allorquando non viene più considerato vuoto contenitore della realtà, ma il luogo della materia più "rarefatta" rispetto, per esempio, allo spazio marino subacqueo in cui l'assenza di vuoto è più facilmente percepibile dai nostri sensi e per cui normalmente non viene associato a quest'idea bensì a quella di profondità. Quello che ora accade allo spazio (la nostra percezione ottica della vuota distanza tra gli oggetti, animati od inanimati, della realtà) accade al vuoto, la materia,... quando considerate dal punto di vista potenziato dalla moderna tecnologia: solo passati punti di s-vista adesso indefinibili, perché originati dalle nostre primitive e limitate percezioni sensoriali dimostratesi però funzionali nella nostra vita ordinaria.

La relatività generale esamina lo spaziotempo piuttosto che lo spazio; lo spaziotempo è modellato come una molteplicità quadridimensionale.

Le questioni filosofiche riguardanti lo spazio comprendono: lo spazio è assoluto o puramente relazionale? Lo spazio possiede una geometria corretta, o la geometria dello spazio è solo una convenzione? Eminenze storiche che hanno preso parte a questo dibattito comprendono Isaac Newton (lo spazio è assoluto), Gottfried Leibniz (lo spazio è relazionale), e Henri Poincaré (la geometria spaziale è una convenzione). Recentemente poi è emersa anche la questione sollevata dalla teoria della gravitazione quantistica: lo spazio-tempo è assoluto (teoria delle stringhe) o è quantizzato (gravitazione quantistica a loop)?

Due importanti esperimenti mentali, o gedankenexperiment, connessi a queste questioni sono il "secchio di Newton" e il "disco di Poincaré".

La percezione dello spazio nelle diverse culture

Lo spazio, così come il tempo è una categoria a priori (vedi Kant) ma viene rappresentato e gli viene dato un significato diverso a seconda della cultura. Esso viene fondamentalmente percepito dagli esseri umani grazie alla posizione del proprio corpo rispetto ad altri corpi. Lo spazio geometrico non è sempre visto quanto tale, spesso viene percepito come spazio simbolico ossia ad un luogo vengono date valenze qualitative. Il nostro senso dell'orientamento ad esempio è legato alla presenza di centri (spazi di riferimento per una collettività) che utilizziamo come punti di riferimento e che ci danno sicurezza. Va notato come nell'era contemporanea la perdita di un centro per un migrante lo porti a passare molto del suo tempo in quelli che sono stati definiti non-luoghi, ad esempio le stazioni ferroviarie, luoghi di passaggio, quasi di confine.

Bibliografia

• Brian Greene, La Trama del Cosmo, Einaudi, 2004, Torino ISBN 8806169629

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