E-school  di  Arrigo Amadori

Sintesi

Le quattro forze

A tutt'oggi sappiamo che nell'universo agiscono quattro tipi di forze : 

la forza gravitazionale, la forza elettromagnetica, la forza nucleare debole e la forza nucleare forte.

La forza gravitazionale è comune a tutta la materia : tutti i corpi materiali si attirano reciprocamente.  

La forza elettromagnetica è prodotta dalle cariche elettriche : essa è sia attrattiva che repulsiva.

La forza nucleare debole agisce all'interno dei nuclei atomici : essa è responsabile della radioattività.

La forza nucleare forte agisce all'interno dei nuclei atomici : essa tiene assieme protoni e neutroni.

La forza elettromagnetica e la forza nucleare debole sono in effetti due manifestazione della stessa forza :
la forza elettrodebole.

Tutti i fenomeni noti sono spiegabili in quanto manifestazioni di queste forze (o almeno dovrebbero).

Lo sforzo attuale dei fisici è quello di unificare tutte le forze in una sola forza, cioè di dimostrare che tutte 
le forze presenti  in natura, anche se appaiono diverse, in effetti sono manifestazioni di una sola forza.  
Il processo di unificazione è molto complesso e, nonostante le energie profuse, il traguardo è ancora lontano 
(se mai raggiungibile). E' anche probabile che nel tentativo di unificare le forze si scopra qualcosa che mette
in crisi le conoscenze attuali e che costringa gli scienziati a rivedere, correggere ed ampliare le loro vedute.

Nella storia della scienza ciò è avvenuto più volte : proprio nel momento in cui si pensava di avere
spiegato ogni cosa e scritto teorie omnicomprensive e omniesplicative, una grande rivoluzione è  
avvenuta che ha radicalmente cambiato il nostro modo di spiegare il cosmo.

Si pensi che alla fine dell'800 solo pochi fenomeni non si era ancora riusciti a spiegare con le teorie allora note. 
Fra questi l'effetto fotoelettrico e la inesplicabile elusività dell'etere dentro il quale le onde elettromagnetiche 
erano considerate propagarsi.  Di fronte a questi pochi fenomeni inspiegabili, tantissimi altri erano perfettamente 
descritti e spiegati (entro i limiti di precisione  degli strumenti scientifici di allora). 

La teorie della gravitazione universale di Newton descriveva estremamente bene i moti dei pianeti attorno
al sole e la teoria dell'elettromagnetismo di Maxwell spiegava con grande precisione (per allora) tutti
i fenomeni elettromagnetici noti.

Il tentativo di fare rientrare nelle teorie note anche quegli "strani" fenomeni portò, invece, alla creazione della teoria 
della relatività e della meccanica quantistica che sconvolsero la nostra visione del cosmo. Pochi fenomeni anomali, 
che non stavano "alle regole", misero in crisi teorie che sembravano a prova di "bomba".

Queste due teorie, purtroppo non conciliabili nei principi su cui si fondano e nella forma matematica con cui sono 
espresse, sono tuttora alla base delle teorie fisiche attuali e la loro incompatibilità (la prima spiega i fenomeni macroscopici, 
la seconda quelli microscopici) è il grande problema ancora irrisolto.

Forse, nel tentativo di risolvere questa loro contraddizione, si dovrà creare una nuova teoria, completamente
diversa dalle precedenti, che le contenga però come casi particolari, come casi limite, così come la teoria
della relatività e la meccanica quantistica contengono le precedenti teorie di Newton e Maxwell come casi limite.

Parallelamente a questo processo di unificazione delle forze e delle teorie note, gli scienziati sono ogni giorno "sfidati" 
da nuove coperte. Nuovi fenomeni da spiegare appaiono continuamente sul "palcoscenico" di questo grande teatro 
che è la scienza.

Il progresso scientifico procede in modo che più cose si scoprono e si spiegano più interrogativi e nuovi scenari si 
aprono e ciò con un ritmo esponenziale. 

Fra le grandi sfide attuali che forse ci costringeranno a cambiare ancora una volta il nostro modo di vedere il mondo,
ricordiamo l'espansione accelerata dell'universo e la materia oscura. 

Le ultime osservazioni dell'universo su grande scala ci mostrano che esso, invece di avere una espansione che nel tempo 
decelera a causa dell'attrazione gravitazionale (che dovrebbe essere sempre attrattiva), al contrario presenta una espansione
accelerata. 

L'universo, altresì, appare pieno di un tipo di materia finora sconosciuto, la cosiddetta materia oscura, la cui natura è un
mistero e che addirittura costituirebbe la grande maggioranza di tutta la materia di cui è costituito il cosmo e di cui noi 
percepiamo solo quella che emette radiazioni elettromagnetiche.

La grande sfida della conoscenza è più che mai aperta !!!

Fine. 

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