Andrei Lebed, che lavora al Dipartimento di Fisica dell’Università dell’Arizona, ha proposto un interessante esperimento per vagliare la validità della nota equazione di Einstein E=mc2. Utilizzando una sonda spaziale carica di atomi di idrogeno e di un fotorilevatore tarato per inviare un segnale luminoso al variare del rapporto energia/massa negli atomi, lo studioso ha ipotizzato che l’equazione E=mc2 non sia sempre vera in tutte le regioni dello spazio. La Relatività Speciale di Albert Einstein e, più in dettaglio, la nota equazione E=mc2 – dove E=energia, m=massa e c=velocità della luce (circa 300.000 Km/s) al quadrato – esprime l’equivalenza tra massa ed energia e permette di comprendere come mai la massa dei corpi può curvare lo spazio. Lo spazio non è una realtà esterna ai corpi attraverso la quale agiscono le forze: secondo Einstein lo spazio è l’effetto di un “campo”. Il concetto di campo venne per la prima volta formulato da Maxwell e ha origine dall’osservazione dei fenomeni elettrici. Con campo si intende una modificazione dell’ambiente causata da un corpo, in modo che non ha più senso dire che i corpi sono in uno spazio.
I corpi hanno uno spazio. Se questo è vero, la semplice esistenza di una massa deforma, crea lo spazio circostante curvandolo nello stesso modo in cui una carica elettrica perturba l’aria e la regione di spazio ad essa contigua. Dato che questa deformazione è responsabile dell’effetto gravitazionale, lo spazio diventa una funzione della materia.
In presenza di un campo gravitazionale, l’energia e la massa degli oggetti quantistici non sono equivalenti. Dal momento che secondo Einstein la gravitazione è il risultato di una curvatura nello spazio, se si pensa ad una piccola massa che si sposta nello spazio, secondo Andrei Lebed “la curvatura ne disturba il movimento”. La curvatura dello spazio è ciò che rende la massa gravitazionale di un atomo di idrogeno diversa dalla sua massa inerziale.
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According to the Theory of General Relativity, objects curve the space around them. UA physicist Andrei Lebed has proposed an experiment using a space probe carrying hydrogen atoms to test his finding that the equation E=mc2 is correct in flat space, but not in curved space. Credit: NASA
University of Arizona physicist Andrei Lebed has stirred the physics community with an intriguing idea yet to be tested experimentally: The world’s most iconic equation, Albert Einstein’s E=mc2, may be correct or not depending on where you are in space.
If one measures the weight of quantum objects, such as a hydrogen atom, often enough, the result will be the same in the vast majority of cases, but a tiny portion of those measurements give a different reading, in apparent violation of E=mc2. This has physicists puzzled, but it could be explained if gravitational mass was not the same as inertial mass, which is a paradigm in physics. “Most physicists disagree with this because they believe that gravitational mass exactly equals inertial mass,” Lebed said. “But my point is that gravitational mass may not be equal to inertial mass due to some quantum effects in General Relativity, which is Einstein’s theory of gravitation. To the best of my knowledge, nobody has ever proposed this before.”
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