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SE FOSSE PIENO DI BUCHI COME UN FORMAGGIO SVIZZERO

maggio 31, 2012

albert einstein

John D. Barrow per “la Repubblica”

Negli anni Quaranta lo studio degli universi subì una brusca battuta d´arresto. In clima di guerra mondiale, fisici e matematici furono dirottati verso campi come la messa a punto di nuove armi, la meteorologia, l´aeronautica e la crittografia. Le università non accettavano nuovi studenti e i contatti internazionali erano limitati soltanto ai più stretti alleati. Einstein si trovava negli Stati Uniti e molti altri scienziati tedeschi fuggirono in Gran Bretagna e America. L´universo non era mai parso più piccolo.
Nel 1944, Einstein scelse un nuovo assistente a Princeton. I suoi assistenti erano sempre giovani matematici di talento capaci di compensare quella che lui stesso riconosceva essere una sua debolezza in quel campo. Ernst Straus era una sorta di genio matematico. Già a cinque anni aveva cominciato a trovare interessanti scorciatoie per calcolare sequenze numeriche, escogitando un sistema che gli consentiva di sommare i primi cento numeri mentalmente in pochi secondi. Era nato a Monaco nel 1922, ma quando i nazisti andarono al potere, nel 1933, fuggì con la famiglia in Palestina, dove poi frequentò il liceo e l´Università ebraica di Gerusalemme. Non conseguì la laurea di primo grado a Gerusalemme, tuttavia nel 1941, a diciannove anni, si trasferì alla Columbia University di New York e iniziò lo stesso un corso di specializzazione.
Nel 1944 fu assunto come nuovo assistente alla ricerca di Einstein all´Institute for Advanced Studies di Princeton. Il giovane Straus non aveva una solida preparazione in fisica e, quanto alla matematica, era orientato verso la teoria dei numeri e gli argomenti di matematica “pura”, ma non impiegò molto a riempire il vuoto lasciato dalla partenza di Nathan Rosen (1935-1945) e Leopold Infeld (1936-1938). Nella primavera del 1945, professore e assistente trovarono un nuovo tipo di possibile universo usando le equazioni di Einstein. L´universo era molto simile a uno dei semplici universi in espansione di Friedmann e Lemaître: conteneva materia (come galassie) che non esercitava alcuna pressione, ma presentava regioni sferiche vuote, come buchi in un formaggio svizzero.
Ciascun buco vuoto aveva poi al suo centro una massa, di grandezza pari a quella che era stata scavata per creare il buco. Era un passo verso un universo più realistico in cui la materia non fosse diffusa in maniera omogenea con la stessa densità dappertutto, ma formasse grumi, come le galassie, distribuiti nello spazio vuoto.
Ciascun “buco” era sferico e questo nuovo universo formaggio svizzero era accolto nell´universo non uniforme di Tolman grazie a una scelta adeguata di condizioni iniziali. Come sempre, la scoperta di una soluzione esatta a una serie di equazioni complesse e difficili come quelle di Einstein significava con tutta probabilità una cosa: nella soluzione vi era qualche caratteristica semplificatrice che rendeva le equazioni trattabili. Però questo ricordava la famosa battuta di Groucho Marx, «Non desidero far parte di un club che accetta fra i soci uno come me»: qualunque soluzione delle equazioni di Einstein sia abbastanza semplice da trovare, conterrà immancabilmente una caratteristica speciale che potrebbe renderla atipica o poco interessante.
La soluzione di Einstein e Straus era semplice perché prevedeva un universo sferico e così, diversamente da quanto accadeva con l´universo cilindrico di Einstein-Rosen, escludeva la possibilità che fossero presenti onde gravitazionali. Questo indusse qualcuno a chiedersi che cosa sarebbe accaduto se si fosse riusciti in qualche modo a combinare simultaneamente tutti i vari tipi di irregolarità. La presenza di tutte quelle caratteristiche irregolari avrebbe naturalmente fatto sfumare qualsiasi speranza di risolvere le equazioni di Einstein. Tuttavia c´era un modo per dare un´occhiata a un simile universo.

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