Glossario

Acceleratore di particelle Una macchina che, usando degli elettromagneti, può accelerare particelle cariche in movimento, dando loro maggiore energia.

Accelerazione Il ritmo a cui varia la velocità di un oggetto.

Anno-luce La distanza percorsa dalla luce in un anno (9,4605 × 10¹² km).

Antiparticella Ogni tipo di particella materiale ha una sua corrispettiva antiparticella. Quando una particella si scontra con la sua antiparticella, esse si annichilano a vicenda e rimane soltanto energia.

Atomo L’unità di base della materia ordinaria, composta da un minuscolo nucleo (formato da protoni e neutroni) circondato da elettroni orbitanti.

Big bang La singolarità all’origine dell’universo.

Big crunch La singolarità alla fine dell’universo.

Buco nero Una regione dello spazio-tempo dalla quale non può sfuggire nulla, neppure la luce, a causa della fortissima gravità che vi domina.

Campo magnetico Il campo responsabile delle forze magnetiche, ora incorporato, insieme al campo elettrico, nel campo elettromagnetico.

Campo Qualcosa che ha un’estensione nello spazio e nel tempo (a differenza di una particella, che si trova solo in un determinato punto per volta).

Carica elettrica Proprietà di una particella grazie alla quale essa può respingere (o attrarre) altre particelle aventi una carica di segno simile (od opposto).

Chiralità La proprietà, posseduta da due oggetti, di essere l’uno l’immagine speculare, non direttamente sovrapponibile, dell’altro. Come nel caso della mano destra e sinistra.

Confini, condizione dell’assenza di L’idea secondo la quale l’universo è finito ma non ha confini.

Coordinate Numeri che specificano la posizione di un punto nello spazio e nel tempo.

Cosmologia Lo studio dell’universo nella sua totalità.

Costante cosmologica Espediente matematico usato da Einstein per dare allo spazio-tempo una tendenza intrinseca a espandersi.

Dimensione spaziale Ciascuna delle tre dimensioni dello spazio (vale a dire, ogni dimensione dello spazio-tempo eccetto quella del tempo).

Dualità Una corrispondenza fra teorie che, pur in apparenza differenti, conducono ai medesimi risultati fisici.

Dualità onda-particella Nella meccanica quantistica, il concetto per il quale non c’è distinzione tra onde e particelle; le particelle possono a volte comportarsi come onde, e le onde come particelle.

Elettrone Particella di carica elettrica negativa che orbita intorno al nucleo di un atomo.

Energia dell’unificazione elettrodebole L’energia (di circa 100 GeV) al di sopra della quale la distinzione tra la forza elettromagnetica e la forza debole viene a scomparire.

Evento Un punto nello spazio-tempo, specificato dal suo tempo e luogo.

Fase Per un’onda, la posizione nel suo ciclo in un determinato momento: una misura che ci dice se si trova in corrispondenza di una cresta, di un ventre, o in un punto intermedio.

Forza debole Dopo la gravità, è la più debole delle quattro forze fondamentali e ha un raggio d’azione molto ridotto. Agisce su tutte le particelle materiali, ma non sulle particelle portatrici di forze.

Forza elettromagnetica La forza che si genera fra particelle dotate di carica elettrica; tra le quattro forze fondamentali, essa è al secondo posto in ordine di intensità.

Forza forte La più forte delle quattro interazioni fondamentali, nonché quella con il raggio d’azione più limitato. Essa tiene legati i quark all’interno dei protoni e dei neutroni, e tiene insieme i protoni e i neutroni a formare gli atomi.

Fotone Un quanto di luce.

Frequenza Per un’onda, il numero di cicli completi al secondo.

Fusione nucleare Il processo nel quale due nuclei collidono e si fondono in un unico nucleo più pesante.

Geodetica La via più breve (o più lunga) tra due punti.

Grande teoria unificata (GTU) Teoria che unifica le forze elettromagnetica, forte e debole.

Indeterminazione, principio di Il principio, formulato da Heisenberg, secondo il quale non possiamo mai conoscere con esattezza sia la posizione sia la velocità di una particella; quanto è maggiore la precisione con cui conosciamo l’una, tanto meno accuratamente potremo conoscere l’altra.

Lunghezza d’onda La distanza tra due creste o due ventri consecutivi di un’onda.

Massa La quantità di materia in un corpo; la sua inerzia, o resistenza all’accelerazione.

Materia oscura La materia contenuta all’interno delle singole galassie, nei gruppi di galassie e forse anche negli spazi che separano i diversi gruppi, che non può essere osservata direttamente, ma la cui presenza può essere rilevata per via dei suoi effetti gravitazionali. Circa il 90 per cento della massa complessiva dell’universo potrebbe essere costituito dalla materia oscura.

Meccanica quantistica La teoria sviluppata a partire dal principio quantistico di Planck e dal principio di indeterminazione di Heisenberg.

Neutrino Particella estremamente leggera che è soggetta solo alla forza debole e alla gravità.

Neutrone Particella molto simile al protone, ma priva di carica; i neutroni costituiscono grosso modo la metà delle particelle presenti nel nucleo di un atomo.

Neutroni, stella di La stella fredda che a volte rimane dopo l’esplosione di una supernova, quando il nucleo di materiale al centro di una stella collassa in una densa massa di neutroni.

Nucleo La parte centrale di un atomo, formata solo da protoni e neutroni tenuti insieme dalla forza forte.

Orizzonte degli eventi Il confine di un buco nero.

Particella elementare Una particella che si ritiene non possa essere ulteriormente suddivisa.

Particella virtuale Nella meccanica quantistica, una particella che non può mai essere individuata direttamente, ma dalla cui esistenza dipendono comunque effetti misurabili.

Peso La forza che un campo gravitazionale esercita su un corpo. È proporzionale alla massa, ma non si identifica con essa.

Ponte di Einstein-Rosen Un piccolo tunnel dello spazio-tempo che collega fra loro due buchi neri. Si veda anche Tunnel spazio-temporale.

Positrone L’antiparticella (di carica positiva) dell’elettrone.

Principio antropico L’idea secondo la quale vediamo che l’universo è fatto in questo particolare modo perché, se esso fosse diverso, non potremmo essere qui a contemplarlo.

Principio quantistico di Planck L’idea secondo cui la luce (o qualsiasi altra onda classica) può essere emessa o assorbita solo in quanti discreti, la cui energia è proporzionale alla loro lunghezza d’onda.

Proporzionale «X è proporzionale a Y» significa che quando Y viene moltiplicato per un numero qualsiasi, lo stesso avviene anche per X. «X è inversamente proporzionale a Y» significa invece che quando Y viene moltiplicato per un numero, X viene diviso per quello stesso numero.

Protone Particella molto simile al neutrone, ma di carica positiva; i protoni costituiscono grosso modo la metà delle particelle presenti nel nucleo della maggior parte degli atomi.

Quark Particella elementare, dotata di carica, soggetta alla forza forte. Sia i protoni sia i neutroni sono composti ciascuno da tre quark.

Radar Sistema che utilizza impulsi di onde radio per scoprire la posizione degli oggetti, misurando il tempo impiegato da un singolo impulso per raggiungere l’oggetto, esserne riflesso e ritornare all’apparecchiatura.

Radiazione di fondo a microonde La radiazione emessa durante i primi istanti di vita dell’universo, quando la sua temperatura era incredibilmente elevata; oggi è a tal punto spostata verso il rosso che non ci appare più sotto forma di luce, bensì come microonde (onde radio con una lunghezza d’onda di pochi centimetri).

Radioattività Il decadimento spontaneo di un tipo di nucleo atomico in un altro.

Raggi gamma Raggi elettromagnetici di lunghezza d’onda estremamente ridotta, prodotti nel decadimento radioattivo o da collisioni di particelle elementari.

Red shift Si veda Spostamento verso il rosso.

Relatività generale La teoria di Einstein basata sull’idea che le leggi della scienza dovrebbero essere le stesse per tutti gli osservatori, indipendentemente dal loro movimento. Questa teoria spiega la forza di gravità nei termini della curvatura di uno spazio-tempo quadridimensionale.

Relatività speciale La teoria di Einstein basata sull’idea che le leggi della scienza dovrebbero essere le stesse per tutti gli osservatori, indipendentemente dal loro movimento, in assenza di fenomeni gravitazionali.

Secondo-luce La distanza percorsa dalla luce in un secondo (300.000 chilometri).

Singolarità Un punto nello spazio-tempo in corrispondenza del quale la curvatura spazio-temporale (o un altro valore fisico) diventa infinita.

Spazio-tempo Lo spazio quadridimensionale i cui punti sono gli eventi.

Spettro Le frequenze componenti che costituiscono un’onda. La parte visibile dello spettro del Sole può essere osservata in un arcobaleno.

Spostamento verso il rosso (red shift) L’arrossamento, dovuto all’effetto Doppler, della luce proveniente da una stella che si sta allontanando da noi.

Stringhe, teoria delle Una teoria fisica nella quale le particelle vengono descritte come onde che si muovono lungo stringhe (o corde). Le stringhe hanno una lunghezza, ma nessun’altra dimensione.

Tunnel spazio-temporale (wormhole) Un piccolo cunicolo dello spazio-tempo che collega fra loro regioni distanti dell’universo. I tunnel spazio-temporali potrebbero anche collegare il nostro universo con altri universi paralleli o neonati, e potrebbero offrirci la possibilità di compiere dei viaggi nel tempo.

Wormhole Si veda Tunnel spazio-temporale.

Zero assoluto La temperatura più bassa possibile, alla quale le sostanze non hanno energia termica.