GLOSSARIO

ampiezza di probabilità In una teoria quantistica, un numero complesso il quadrato del cui valore assoluto fornisce una probabilità.

antimateria Ogni particella di materia ha una corrispondente antiparticella. Se si incontrano, si annichilano reciprocamente, lasciando come residuo energia pura.

atomo L’unità fondamentale della materia ordinaria: è formato da un nucleo composto di protoni e neutroni, circondato da elettroni che gli orbitano intorno.

barione Tipo di particella materiale, cui appartengono il protone o il neutrone, composta da tre quark.

big bang L’inizio denso e caldissimo dell’universo. La teoria del big bang postula che circa 13,7 miliardi di anni fa la parte dell’universo che possiamo vedere attualmente avesse un diametro di qualche millimetro soltanto. Oggi l’universo è enormemente più grande e più freddo, ma possiamo osservare le tracce di quel periodo primordiale nella radiazione cosmica di fondo a microonde che permea tutto lo spazio.

bosone Particella elementare che trasmette la forza.

bottom-up, impostazione In cosmologia, un’impostazione che si basa sul presupposto che vi sia un’unica storia dell’universo, con un punto di partenza ben definito, e che lo stato attuale dell’universo sia frutto di un’evoluzione a partire da quell’inizio.

buco nero Una regione dello spaziotempo che, a causa della sua immensa forza gravitazionale, è isolata dal resto dell’universo.

contorno, condizione di assenza di Il requisito che le storie dell’universo siano superfici chiuse prive di contorno.

costante cosmologica Un parametro che nelle equazioni di Einstein conferisce allo spaziotempo una tendenza intrinseca a espandersi.

elettrone Particella elementare materiale che ha carica negativa ed è responsabile delle proprietà chimiche degli elementi.

fase Una posizione nel ciclo di un’onda.

fermione Particella elementare materiale.

fisica classica Qualunque teoria fisica in cui si assume che l’universo ha un’unica storia ben definita.

forza elettromagnetica La seconda in ordine di intensità decrescente tra le quattro forze fondamentali. Agisce tra le particelle dotate di carica elettrica.

forza nucleare debole Una delle quattro forze fondamentali. La forza debole è responsabile della radioattività e svolge un ruolo essenziale nella formazione degli elementi all’interno delle stelle e nell’universo primordiale.

forza nucleare forte La più intensa delle quattro forze fondamentali. Trattiene protoni e neutroni all’interno del nucleo degli atomi. Tiene insieme anche i singoli protoni e neutroni, il che è necessario perché questi sono fatti di particelle ancora più minute, i quark.

fotone Bosone che trasporta la forza elettromagnetica. Particella quantistica di luce.

galassia Un vasto sistema di stelle, materia interstellare e materia oscura che è tenuto insieme dalla gravità.

gravità La più debole delle quattro forze fondamentali. È il mezzo mediante il quale i corpi dotati di massa si attirano reciprocamente.

leggi visibili Le leggi di natura che si osservano nel nostro universo – le leggi delle quattro forze, e i parametri quali massa e carica che caratterizzano le particelle elementari – in contrapposizione alle leggi più fondamentali della teoria M che ammettono differenti universi dotati di leggi diverse.

libertà asintotica Una proprietà dell’interazione forte che fa sì che essa diventi più debole alle brevi distanze. Per questo, sebbene siano confinati nei nuclei dalla forza forte, i quark possono muoversi al loro interno quasi come se non avvertissero alcuna forza.

mesone Particella materiale composta da un quark e un antiquark.

multiverso Un insieme di universi.

neutrino Particella elementare estremamente leggera che risente soltanto della forza nucleare debole e della gravità.

neutrone Barione elettricamente neutro che con il protone forma i nuclei degli atomi.

principio antropico L’idea che si possano trarre conclusioni in merito alle leggi visibili della fisica sulla base del fatto che noi esistiamo.

principio di indeterminazione di Heisenberg Una legge della teoria quantistica che afferma che certe coppie di grandezze fisiche non possono essere note simultaneamente con precisione arbitraria.

protone Barione con carica positiva che con il neutrone forma i nuclei degli atomi.

quark Particella elementare materiale con carica elettrica frazionaria che è soggetta alla forza forte. Protone e neutrone sono entrambi composti da tre quark.

rinormalizzazione Tecnica matematica che si propone di dare un significato agli infiniti che compaiono nelle teorie quantistiche.

singolarità Un punto dello spaziotempo in cui una grandezza fisica diventa infinita.

spaziotempo Uno spazio matematico i cui punti devono essere individuati da coordinate sia spaziali che temporali.

storie alternative Una formulazione della teoria quantistica in cui la probabilità di una qualsiasi osservazione è ricavata da tutte le possibili storie che avrebbero potuto portare a quell’osservazione.

supergravità Una teoria della gravità che è dotata di un tipo di simmetria chiamato supersimmetria.

supersimmetria Un sottile tipo di simmetria che non può essere associato con una trasformazione dello spazio ordinario. Una delle importanti implicazioni della supersimmetria è che particelle portatrici della forza e particelle di materia, e quindi forza e materia, sono realmente soltanto due facce della medesima cosa.

teoria delle corde (o delle stringhe) Teoria fisica in cui le particelle sono descritte come configurazioni di vibrazione dotate di lunghezza ma non di spessore o larghezza, simili a pezzi di corda infinitamente sottili.

teoria M Teoria fondamentale della fisica che è candidata al ruolo di teoria del tutto.

teoria quantistica Teoria in cui i corpi non hanno una storia unica ben definita.

top-down, impostazione L’impostazione della cosmologia in cui si ricostruiscono le storie dell’universo «dall’alto verso il basso», cioè a ritroso nel tempo dal momento attuale.