Amedeo Balbi, Il buio oltre le stelle, 2010

distribuzione di materia ed energia) potevano spiegare facilmente il

è totalmente dipendente dall’energia che il Sole riversa

Circa metà di questa energia è concentrata a lunghezze

di radiazione elettromagnetica trasportano energia e informazioni, proprio come

in quella banda altrettanta energia di quanta ne emetta

la radiazione elettromagnetica trasportava energia e che quindi, colpendo

avrebbero dovuto acquistare più energia, e quindi essere espulsi

blu impartiva una maggiore energia cinetica agli elettroni rispetto

una precisa quantità di energia, proporzionale alla frequenza della

di fotoni, non l’energia della radiazione: un maggior

fotone con la giusta energia) ma la velocità di

radiazione, e quindi l’energia trasportata da ciascun fotone

Il fatto che l’energia potesse essere trasportata dalla

una certa temperatura irradia energia sotto forma di onde

imprigionate nella scatola. L’energia assorbita dal gas finirà

una quantità infinita di energia qualunque fosse la temperatura

la stessa quantità di energia (un valore proporzionale alla

disperata. Ipotizzò che l’energia scambiabile tra la materia

ad ogni temperatura l’energia totale della radiazione di

ruolo del quanto di energia postulato da Planck. Il

scambio di pacchetti di energia, ma conservavano allo stesso

dove nascesse l’enorme energia necessaria ad alimentare un

emettevano una quantità di energia di gran lunga superiore

oscuro è l’enorme energia sprigionata dalla materia che

avvengono processi fisici di energia un tempo inimmaginabile. Un

delle radiazioni di alta energia vengono assorbite, per nostra

producendo enormi quantità di energia. ¶ Ancora più stupefacente è

l’evento di inimmaginabile energia da cui ha avuto

ad altissimo livello di energia. In quelle condizioni infernali

tipi di materia ed energia che concorrono al risultato

tempo una quantità di energia favolosa, molto superiore a

Forse fu liberata ulteriore energia dalla materia che precipitava

da uno stato a energia più alta a uno

alta a uno a energia più bassa (con un

temporaneamente, nello stato a energia più alta. Nell’epoca

non c’era abbastanza energia disponibile per far cambiare

nella stessa direzione ha energia più alta di quello

mostrò che esso perdeva energia, con il passare del

la materia e l’energia presenti nell’universo possano

tutta la materia (ed energia) presente nel cosmo. La

quindi, quanta materia ed energia contiene complessivamente. Se credete

spontaneamente grandi quantità di energia, senza che nessuna reazione

protone) veniva convertita in energia, secondo la famosa legge

equivalenza tra massa ed energia scoperta da Einstein. ¶ Questi

e due neutroni). L’energia emessa nel processo era

si poteva persino ricavare energia dal processo. Questo meccanismo

con la produzione di energia. ¶ Questo fenomeno di fusione

la fusione richiede un’energia iniziale molto alta per

massa è convertita in energia. Questa energia tiene acceso

convertita in energia. Questa energia tiene acceso il Sole

nel nulla, generando l’energia corrispondente alle loro masse

equivalenza tra massa ed energia di Einstein. La produzione

Einstein. La produzione di energia nel processo è talmente

liberate grandi quantità di energia. Nessuna osservazione fatta finora

materia e antimateria produce energia, è vero anche il

avendo a disposizione sufficiente energia, si possono produrre coppie

quelle della luce, rilasciano energia che viene talvolta convertita

dell’espansione, però, l’energia nell’universo è diminuita

tornava. Una parte dell’energia del sistema sembrava svanire

principio di conservazione dell’energia, uno dei capisaldi intoccabili

problema, postulando che l’energia mancante fosse in realtà

un evento e l’energia dell’evento stesso. Questo

in modo perfetto. (L’energia che porta all’unificazione

al solito, che l’energia è troppo bassa. Ma

Bang, variandone leggermente l’energia, un fenomeno noto come

la composizione e l’energia dei raggi cosmici, e

fare il conto dell’energia trasportata dalle particelle rivelate

Quei piccoli frammenti di energia che sfuggiranno al bilancio

distribuzione di materia ed energia che costituiva il contenuto

privi di materia o energia al loro interno. Inoltre

distribuzione di materia ed energia. Il motivo per cui

meccanismo di produzione di energia, e irradiano nello spazio

sua natura luminosissima. L’energia emessa può superare quella

universo. Una forma di energia. ¶ Vista in questo modo

anche una forma di energia che pervadeva omogeneamente il

totale tra materia ed energia. L’energia associata alla

materia ed energia. L’energia associata alla costante cosmologica

mettendo nel conto l’energia associata alla costante cosmologica

costante cosmologica, quella stessa energia che era anche la

di materia o di energia? E se si potesse

assenza di materia o energia ma in presenza di

un valore sensato all’energia del vuoto. ¶ Per provare

differenza tra materia ed energia, quindi bisognerebbe ancora liberarsi

di qualunque forma di energia presente in quel volume

distribuzione di quanti di energia (i fotoni), ovvero una

di materia o di energia da una regione di

una perfetta conoscenza dell’energia contenuta lì dentro (ovvero

rimosso ogni forma di energia da un volume di

prestito” la quantità di energia consentita dal principio di

microscopico, di materia ed energia, e non possiamo farci

questa disparità tra l’energia contenuta all’esterno e

spontaneamente prendendo in prestito energia dal vuoto, si orientano

principio di conservazione dell’energia, la cosa dovrebbe essere

lo stato di minima energia raggiungibile teoricamente da un

fotoni) che trasportano un’energia proporzionale alla frequenza della

frequenza f irradiando un’energia hf, dove h è

indeterminazione – è che l’energia degli oscillatori non diventerebbe

continuerebbe a irradiare un’energia pari a hf/2. L

L’esistenza di questa energia residua – chiamata energia di

questa energia residua – chiamata energia di punto zero e

una certa quantità di energia. ¶ L’esistenza di una

L’esistenza di una energia associata al vuoto ha

nella vita reale. L’energia assume un significato pratico

per esempio, possiamo guadagnare energia quando un sistema fisico

uno stato ad alta energia a uno a energia

energia a uno a energia inferiore (come quando un

lo stato di minima energia concepibile, e poco importa

ballo la gravità. L’energia del vuoto, infatti, come

qualunque altre forma di energia, produce un effetto gravitazionale

gravitazionale. Ovviamente, essendo questa energia distribuita in modo perfettamente

totale di tutta l’energia del vuoto presente nell

la singolare natura dell’energia associata al vuoto, che

cioè non dovremo fornire energia dall’esterno. La pressione

perso un po’ di energia, quella necessaria a spingere

che esso contenga solo energia di punto zero. La

il pistone dovremo fornire energia dall’esterno. Infatti, dal

che la quantità di energia associata a un dato

vorrà dire raddoppiare l’energia, triplicarlo vorrà dire triplicare

vorrà dire triplicare l’energia, e così via. Il

sostanza con densità di energia costante, e pressione negativa

dello spazio-tempo; l’energia del vuoto può essere

tempo, la densità di energia del vuoto resta costante

degli effetti gravitazionali dell’energia del vuoto ha avuto

di servizio, travestita da energia del vuoto, intorno all

lo stato di minima energia) della teoria, in modo

diversa al variare dell’energia, processo noto come rottura

uno stato di minima energia ad alta simmetria. Quando

nuovo stato di minima energia, che non ha più

nuovo stato di minima energia a simmetria infranta, in

Big Bang, quando l’energia era scesa abbastanza da

dello stato di minima energia del modello dopo la

suo valore di minima energia. Per visualizzare la cosa

lo stato di minima energia del campo era stato

nello stato di minima energia, ma fosse invece rimasto

lo stato di minima energia. Era uno stato che

naturale, quella di minima energia. Prima di “rotolare” dal

allo stato di minima energia, il campo di Higgs

di una sorta di energia latente. Dal punto di

universo di una gigantesca energia del vuoto, ovvero di

lo stato di minima energia, l’espansione accelerata cessava

accelerata cessava, e l’energia latente veniva utilizzata per

nell’universo primordiale, l’energia del vuoto avesse un

che il valore dell’energia del vuoto diventasse trascurabile

cosmologica, ipotizzando che l’energia del vuoto residua dopo

fosse, avesse portato l’energia del vuoto ad assumere

astrofisiche mostrano che l’energia del vuoto è diversa

come candele standard, l’energia del vuoto ha una

dello stato di minima energia dell’universo. Ma questa

di spiegare perché l’energia del vuoto ha proprio

teorico del valore dell’energia del vuoto è infatti

più elementare, quello dell’energia di punto zero del

campo elettromagnetico. Sommando l’energia minima associata ad ogni

dei valori di minima energia di tutti i campi

critico, in cui l’energia del vuoto contribuisce a

totale, otteniamo che l’energia del vuoto intrappolata in

rilevanza cosmologica, è un’energia minuscola; ma diventa addirittura

con il valore di energia del vuoto stimato dai

calcolo del valore dell’energia del vuoto è, probabilmente

almeno due modi (come energia del vuoto secondo la

e quello risultante dall’energia del vuoto, potessero essere

il piccolo valore di energia del vuoto necessario a

accelerata. ¶ Il problema dell’energia del vuoto, oltre ad

che ogni forma di energia dovesse andare soggetta a

assoluto. Qualsiasi forma di energia si sarebbe inesorabilmente degradata

costante cosmologica (o dell’energia del vuoto) ha infatti

l’espansione, quanto l’energia del vuoto. La spinta

di materia e dell’energia del vuoto sembrano mostrare

sulla vera natura dell’energia del vuoto, questa previsione

spiegare come mai l’energia del vuoto dedotta dalle

insolita natura fisica dell’energia del vuoto. ¶ Mentre la

contiene), la densità di energia associata al vuoto resta

inferiore a quella dell’energia del vuoto, qualunque sia

di materia e dell’energia del vuoto sono confrontabili

infatti il valore dell’energia del vuoto fosse quello

che ha reso l’energia del vuoto molto piccola

attualmente. Il briciolo di energia del vuoto superstite ha

quella accelerata (guidata dall’energia del vuoto) iniziasse più

lieve nel valore dell’energia del vuoto per cambiare

inspiegabile. Il valore dell’energia del vuoto sembra davvero

la vera natura dell’energia del vuoto, si sono

addirittura lo stesso). L’energia del vuoto osservata nell

nell’universo sarebbe l’energia potenziale di questo campo

in modo simile all’energia potenziale di un corpo

Dal momento che l’energia del campo è una

generalizzazione del concetto di energia del vuoto. Per analogia

cominciato a parlare di energia oscura: ovvero, una qualunque

una qualunque forma di energia sconosciuta il cui unico

tipo più semplice di energia oscura. Ma accanto ad

una forma arbitraria di energia oscura prevede l’introduzione

e la densità di energia. Qualsiasi tipo di energia

energia. Qualsiasi tipo di energia oscura che abbia un

dalla gravità) e di energia oscura (necessaria per spiegare

essere una forma di energia diffusa in modo pressoché

passata praticamente inosservata. Un’energia con singolari proprietà gravitazionali

caso più semplice di energia oscura, ovvero la costante

è possibile che l’energia oscura abbia valori di

hanno ribattezzata phantom energy (energia fantasma). Contrariamente a qualunque

che la densità di energia oscura diminuisca con il

a un altro a energia diversa. In mancanza di

sulla vera natura dell’energia oscura, qualunque comportamento futuro

dedurre i parametri dell’energia oscura dalle osservazioni. Forse

osservare l’effetto dell’energia oscura è un compito

compito molto difficile. L’energia oscura è per sua

qualcosa di più sull’energia oscura. Il motivo sta

nel plasma primordiale, l’energia oscura aveva ancora una

provare a stanare l’energia oscura. I fotoni che

in un universo senza energia oscura. Per riconoscere e

indipendenti della presenza di energia oscura nell’universo. ¶ Un

rivelare l’effetto dell’energia oscura sull’evoluzione di

rete. Infatti, nonostante l’energia oscura non abbia conseguenze

discriminare diversi modelli di energia oscura. Si prevede che

vincoli sulla natura dell’energia del vuoto. ¶ Ci sono

particolare alla presenza dell’energia oscura e alle sue

risolvere il puzzle dell’energia oscura. ¶ Ancora non sappiamo

gettare abbastanza luce sull’energia oscura, permettendo di misurare

risposta al rompicapo dell’energia del vuoto potrebbe infatti

potrà raggiungere valori di energia solo diversi ordini di

costante cosmologica, o dell’energia del vuoto, potrebbe essere

Calcolare il valore dell’energia del vuoto è un

comprendere la natura dell’energia oscura non coinvolge ormai

reperire sufficiente materia ed energia per raggiungere il valore

due brane. L’immensa energia rilasciata nello scontro avrebbe

ricorso alla presenza di energia oscura per spiegare l

fare a meno dell’energia oscura sono interessanti, ma

del valore innaturale dell’energia del vuoto ottenuto dalle

alle strane proprietà dell’energia oscura. Ma si tratta

un campo con un’energia potenziale simile a un

lo stato di minima energia; ma durante la discesa

esso avrebbe avuto abbastanza energia latente da fornire la

un campo con un’energia potenziale appropriata, era del

dallo stato di minima energia. Come al solito, era

a imporre che l’energia del campo fluttuasse, garantendo

al valore di minima energia, ma potesse spaziare, allontanandosene

radiazione, in cui l’energia di un campo ipotetico

la possibilità che l’energia del campo fluttuasse liberamente

rapidamente il minimo di energia, o scivolasse lungo il

lungo il pendio dell’energia potenziale talmente a lungo

dotato il campo dell’energia sufficiente a fare da

lo stato di minima energia) della teoria. Ne esisterebbe

della diversa grandezza dell’energia del vuoto. Cosa ancor

tipo di materia o energia può fare a meno

alla materia e all’energia oscura, che sembrano essere

della materia e dell’energia oscura è solo l

di una forma di energia oscura dalle insolite proprietà

comprendere la natura dell’energia oscura ci porterà ad