La Meccanica del Tempo

Era nato a Milano il 14 giugno 1924, è morto alle 8.30 del 13 ottobre a Monaco (Principato di Monaco).

Dopo aver combattuto la Resistenza nella Brigata Garibaldi Pasubiana, Sergio Serapioni si era laureato in Ingegneria meccanica, specializzandosi in Termodinamica. Fra le sue realizzazioni sono la galleria del vento per la Ferrari di Maranello, e il brevetto di un pannello solare che utilizza aria. Come imprenditore è stato uno dei più lungimiranti fondando nel 1960 la Società Anonima Fabbrica Lievito per la Panificazione (poi Società Trentina Lieviti) e, infine, la Lesaffre Italia; e ha sempre inteso l’economia come mezzo al servizio della società: convinzione che si è tradotta in generoso mecenatismo.

Ciò che, tuttavia, fa di lui un uomo ancora più notevole è il fatto che Serapioni abbia speso con passione più di 40 anni della sua vita a studiare intensamente e a elaborare una nuova e suggestiva teoria della Fisica (che cerchiamo di esporre nell’articolo sotto). Qui ricordiamo soltanto che Serapioni aveva calcolato l’età dell’Universo nel valore numerale di 13,737510 · 10 (9) anni, valore che è stato confermato dalla sonda Wilkinson-MAP nel 2003.

«La Meccanica del Tempo» di Sergio Serapioni

1 – Albert Einstein formulò e mise a punto la Teoria della Relatività (speciale e generale) – che egli avrebbe voluto in realtà chiamare Teoria dell’invarianza (ossia dell’indipendenza dalla scelta del sistema di coordinate) -, fra il 1905 e il 1916. In quel volgere di anni, in cui non mancarono certo le polemiche tra fisici e matematici che fossero, il modello di Universo di Galileo e Newton a tre dimensioni (spaziali: avanti-dietro, destra-sinistra e alto-basso), con azioni a distanza elettriche e meccaniche, veniva definitivamente sostituito.

Grazie anche agli apporti concettuali di Hendrik A. Lorentz, di Henri Poincaré e diHermann Minkowski, Einstein era infatti arrivato a concepire lo spazio e il tempo non come due entità distinte, bensì come un unicum in cui esse si mescolavano di continuo e in modo equivalente: il modello d’Universo proposto adesso era quello a quattro dimensioni (spazio a tre dimensioni più la coordinata aggiuntiva del tempo), con una velocità universale, cioè la velocità della luce (c). Le azioni a distanza erano infine sostituite dall’azione locale esercitata da un «campo», di cui diremo meglio in seguito.

I primi e più importanti risultati della Teoria della Relatività furono riepilogati dallo stesso Einstein, in un articolo del giornale berlinese «Die Vossische Zeitung» il 26 aprile 1914, nei termini seguenti:

• la luce non appare più come stato di movimento di un supporto sconosciuto (l’etere luminifero), ma come un ente fisico a cui è attribuita un’esistenza del tutto autonoma.
• L’inerzia di un corpo non è una costante assolutamente immodificabile: essa cresce invece con il contenuto energetico. L’energia di un corpo ne determina allo stesso tempo la massa.

Non molto tempo dopo Einstein osservò anche che il continuum spaziotemporale descritto dalla sua teoria era qualcosa di reale e dotato di proprietà fisiche. Lo scienziato arrivò alla possibilità di sostituire proprio quel continuum all’etere: inteso quest’ultimo non come un mezzo materiale rigido, ma come ciò che determina il movimento delle particelle.

La gravità stessa appariva ora ad Einstein generata dalla curvatura dello spaziotempo. Lo scienziato concepì il rapporto esistente fra gravità e curvatura tramite il principio di equivalenza: un’estensione del principio di relatività a tutti gli osservatori inerziali e non.

L’etere era dunque non qualcosa di omogeneo e con una esistenza autonoma, bensì dipendente dalla materia che genera un «campo» [1]. Si intenda per esempio un campo invisibile di forze generato nello spazio dalla presenza di una massa. Il campo, in breve, è una area di spazio occupata da una forza che può essere positiva o negativa o, meglio, attrattiva o repulsiva.

Ne consegue che una grandezza di campo (elettrico, gravitazionale, magnetico ecc.) è una grandezza dipendente dallo spazio fisico: è una modificazione dello spazio determinata da certe condizioni.

Einstein dedicò poi la sua vita alla ricerca di un’ulteriore estensione o, meglio, generalizzazione della sua teoria che mirava a descrivere il mondo fisico macroscopico. Lo scienziato pensava ad una teoria dei «campi» che fosse in grado di fornire una descrizione unitaria per i diversi tipi di interazioni che governano tutti i fenomeni fisici, le interazioni elettromagnetiche, le interazioni nucleari deboli e forti. Sospinto da una simile ricerca, Einstein avanzò diverse obiezioni nei confronti di alcune asserzioni della Meccanica quantistica, che fornisce invece la descrizione del mondo fisico a livello microscopico. Della Meccanica quantistica Einstein non condivideva l’impostazione probabilistica: cioè che facendo una misura sia possibile, al massimo, determinare soltanto la probabilità della posizione di una particella o di un corpo in un dato punto dello spazio. È diventata celebre, a tale proposito, la sua affermazione – quasi un aforisma – in una lettera del 4 dicembre 1926 indirizzata al fisico e matematico danese Niels Bohr: «il Vecchio […] non gioca a dadi» con l’Universo [2].

Riflettendo ancora sulla singolarità che nasce nel campo elettrico quando si introduca una particella carica, quattro giorni prima della morte (avvenuta a Princeton il 18 aprile 1955), scriveva non a caso Einstein:

«Il concetto di campo è indispensabile per formulare matematicamente il principio di equivalenza, ma se si introduce in generale il concetto di campo come concetto elementare, cioè come elemento della descrizione fisica non ulteriormente riducibile, pare a me impossibile introdurvi accanto anche la particella come concetto elementare, poiché quest’ultima dovrebbe venire trattata come singolarità del campo, ciò che equivale alla imposizione di condizioni limite logicamente arbitrarie per il campo. Perciò pare a me necessario di esigere l’assenza di singolarità del campo, così che le sole leggi del campo siano considerate come leggi elementari ed una particella debba poter essere descritta non come una singolarità del campo ma debba essere dedotta da esso […]. La struttura indubitabilmente atomistica e quantistica della realtà in base a una coerente teoria di campo urta contro grandi difficoltà […] della cui insuperabilità però non sono per nulla convinto […]» [3].

Einstein riteneva quindi che le proprietà fisiche delle particelle, quali carica e massa, si potessero calcolare a partire da un unico ente: il campo, appunto. Non solo, ma egli pensava anche che fosse possibile geometrizzare l’intera Fisica ovvero elaborarne una teoria geometrica.

2 – Il grande matematico viterbese Luigi Fantappiè (1901-1956) – oggi a torto dimenticato per pregiudizi ideologici e per l’impostazione finalistica di una parte dei suoi studi – dimostrò che il gruppo di Lorentz [4] era un caso-limite di un altro gruppo «dipendente con continuità da un parametro R (per R tendente all’infinito si ottiene di nuovo il gruppo di Lorentz) e dimostrò che questo gruppo più ampio non corrisponde a sua volta al caso-limite di altri gruppi.

Questa semplicissima osservazione è sufficiente a farci trovare il gruppo cercato: infatti, per un noto teorema di geometria (vedi Memoria serie VIII – vol. XVII – fasc. 5 – novembre 1954 di Fantappiè) l’esistenza in uno spazio a 4 dimensioni di un gruppo continuo di movimenti in sé a 10 parametri implica la curvatura costante dello spazio, perché tale spazio deve avere la massima simmetria compatibile con le sue quattro dimensioni […]. Il gruppo di Lorentz può quindi a sua volta considerarsi caso-limite, per R tendente all’infinito, di un nuovo gruppo che chiameremo gruppo di Fantappiè e che risulta ancora a 10 parametri associati solo al gruppo delle rotazioni […] dello spazio a cinque dimensioni […]» [5]. In breve, Fantappiè giungeva a postulare uno spazio a cinque dimensioni (5D), in rotazione in sé e con due costanti universali: la velocità della luce (c) e il raggio del cronotopo R.

3 – Gli snodi cruciali della Fisica e della Matematica, di cui abbiamo detto in precedenza, rappresentano il punto di partenza teoretico della riflessione di Sergio Serapioni, un ingegnere milanese che, da molti decenni oramai, ha approfondito gli studi di Fisica. A questi ha dedicato diversi libri e saggi, quali Unità di misura naturali, Trento, Alcione, 1985; La Meccanica del Tempo, Parte I, Prefazione di Giuseppe Pontiggia, Introduzione di Giandomenico Sassi, ivi 2003; La Meccanica del Tempo, corredato dello scritto di Angelo Genovesi, Considerazioni preliminari a proposito de «La Meccanica del Tempo», nella rivista di Poesia e Filosofia «Kamen’», Anno XIII, n. 24, Giugno 2004, pp.137-170; e il citato 137 pagine di coincidenze della Fisica, stampato nel febbraio 2010.

Con tali testi Serapioni intende dare un contributo alla fusione della teoria della Relatività e della teoria della Meccanica quantistica in una unica teoria coerente; in particolare sottolineando le “coincidenze” tutt’altro che casuali tra rapporti di grandezze fondamentali.

Tutte le grandezze geometriche si possono dedurre con le potenze di un modulo di distanza L, fondamentale [6]. Per parte sua, Sergio Serapioni, attraverso un numero serrato di formule matematicamente ineccepibili, giunge alla conclusione che dallo spazio curvo a 5D, teorizzato da Fantappiè, sia possibile ricavare un modulo unico universale T, corrispondente a radice di radice, o radice quarta, della grandezza o modulo di distanza L(√√L).

Con le potenze del modulo fondamentale T – che ha in maniera apparentemente paradossale le dimensioni di un tempo – si possono precisamente formare tutte le grandezze geometriche e fisiche: grandezze ognuna con una dimensione distinta. Allora T¹ corrisponderà ad esempio alla grandezza tempo; T² alla grandezza accelerazione; T³ alla velocità; T⁴ alla distanza e, via via proseguendo, avverrà che T12 corrisponderà alla grandezza carica elettrica, oppure T14 alla massa, o T20 alla grandezza energia. Serapioni dimostra inoltre che in uno spazio a 5D non possono esistere più di ventotto grandezze fisiche fondamentali.

Non è un caso che Serapioni abbia potuto calcolare nel 1998 l’età dell’Universo (Tu) in 13,737510 miliardi di anni, prima della pubblicazione ufficiale del valore sperimentale ottenuto nel 2003, grazie al satellite Wilkinson-Map, che ha misurato Tu in 13,7 miliardi di anni.

Lo studioso milanese, vale riperterlo a mo’ di conclusione, afferma l’esistenza di un modulo «tramite il quale è possibile esprimere in maniera semplice tutte le misure. […] Questo, associato con l’idea di Einstein di una geometrizzazione della fisica, porta a concepire le varie grandezze fisiche come grandezze geometriche in uno opportuno spazio astratto» [7].

Del resto la teoria della Relatività di Einstein non prevede il continuum spaziotemporale? E un filosofo profondo come Sant’Agostino, nelle sue Confessioni, non aveva ammonito che il mondo non era stato fatto nel tempo, ma con il tempo medesimo?

Si può dire che, secondo il modello di Universo delineato da Serapioni, lo spazio risulta una creazione del tempo, la materia è tempo e qualsiasi grandezza fisica è tempo. Le ipotesi di ricerca e i risultati proposti dal suo lavoro – «in via esclusivamente teorica e con inattesa precisione», come ha osservato un filosofo della scienza quale Angelo Genovesi [8] – appaiono così originali e tali da porre tutta una serie di interrogativi stimolanti capaci di aprire nuovi orizzonti in diversi campi del sapere contemporaneo.

4 – «Ogni cosa che si comporti esattamente come elettricità deve manifestarsi a noi come elettricità»: così affermò sir Arthur S. Eddington, lo scienziato che, nel 1919, aveva verificato la flessione dei raggi luminosi di una stella in presenza del forte campo gravitazionale generato dal Sole.

Serapioni, per cominciare a definire il Tempo, propone in termini analogici: «Ogni grandezza che si comporti esattamente come tempo deve manifestarsi a noi come tempo». Se il movimento di un campo avvenisse come scorre naturalmente il tempo, quel movimento potrebbe rappresentare il Tempo.

Ma come scorre il Tempo? Dal passato al futuro certamente, ma senza che se ne possa definire una precisa direzione nel senso geometrico del termine. Ragione per cui anche il movimento di un punto di un simile campo non dovrà privilegiare nessuna direzione.

Il movimento di un punto, che non privilegi nessuna direzione, dovrà però avere accelerazioni in grado di variare continuamente direzione. Che tempo occorre ad una accelerazione per poter variare la propria direzione? Si può ipotizzare che tale tempo possa essere il minimo lasso di tempo esistente nell’Universo: l’istante.

Nessuno ha ancora trovato una definizione soddisfacente della grandezza naturale Tempo, ma quella proposta da Serapioni potrebbe essere la seguente:

«L’istante è il tempo necessario per modificare la direzione del fluire del tempo medesimo».

Proprio a partire dall’ipotesi che si possa considerare il movimento di un campo come coincidente col movimento naturale del Tempo, si possono trarre le seguenti deduzioni:

– L’esistenza di un tempo minimo: l’istante.

– L’esistenza di un intervallo di spazio minimo che coincide con il movimento naturale di un punto senza alcuna direzione privilegiata.

Serapioni riesce poi a dimostrare che la velocità di un campo che si muova come il Tempo corrisponderà sempre al valore V=1; non solo, ma anche che V=1 si presenta come il solo valore in grado di consentire ad uno spazio a 5D di ruotare in sé.

Il modello di tempospazio che Serapioni propone sarà perciò formato da un campo con un movimento naturale, creato da accelerazioni che si modificano di continuo.

5 – Allora il movimento di un punto di tale campo, dipendente da leggi fondamentali dell’Universo, non potrà essere casuale, come non sarà casuale l’istante, ovvero il tempo necessario per variare un’ accelerazione.

Facendo riferimento al principio di equivalenza di Einstein, si può osservare che anche la materia risulta legata ad una accelerazione naturale capace di modificarsi in continuazione. Pertanto non solo la materia non potrà essere una grandezza casuale, ma non potranno essere casuali neanche le grandezze corrispondenti agli elementi base che la formano, come elettroni, protoni o quark e via dicendo.

A partire da simili premesse si arriverà proprio a definire un campo a 5D in rotazione in sé, caratterizzato da accelerazioni cinematiche attrattive e repulsive (di Coriolis [9]), che variano di continuo secondo una legge naturale, non casuale.

«L’Universo è un circuito che si attiva da solo» – ha detto non a caso il fisico tedesco Emil Wiechert.

6 – Giuseppe Pontiggia mi fece conoscere La Meccanica del Tempo di Serapioni un giorno del marzo del 2003, e sorrise sornione alla mia accensione di entusiasmo non appena ne cominciai la lettura. Facendo mie le parole di questo scrittore e critico straordinario, concludo perciò dichiarando: «questa Meccanica del Tempo segnerà una svolta rivoluzionaria nella storia della fisica. Le sue implicazioni e le sue articolazioni hanno una estensione eccezionale e richiederanno un congruo numero di anni – e le verifiche e le investigazioni degli studiosi più lucidi e più aperti – per essere individuate nella loro importanza» [10].

NOTE

[1] Cfr. in proposito Ludwik Kostro, Einstein e l’etere. Relatività e teoria del campo unificato, Prefazione di Max Jammer, traduzione dall’inglese di Nicola Russo, Bari, Dedalo, 2001, pp. 85-110.

[2] Albert Einstein-Niels Bohr, Scienza e vita. Lettere 1916-1955, Presentazione di Bertrand Russell, Introduzione di Werner Heisenberg, Commento di Max Born, Torino, Einaudi, 1973, p. 108.

[3] Albert Einstein, Prefazione a Cinquant’anni di relatività : 1905-1955. Le memorie fondamentali di Albert Einstein e il valore delle teorie relativistiche sotto l’aspetto fisico, matematico, astronomico e filosofico, negli scritti originali di Antonio Aliotta [et. al.], Direttore dell’opera Mario Pantaleo, Firenze, Edizioni Giuntine-Sansoni, 1955.

[4] Da un punto di vista matematico, un «gruppo» è una struttura algebrica formata da un insieme con un’operazione binaria (somma o prodotto ad esempio) e tale da soddisfare degli assiomi: l’associatività, l’esistenza dell’elemento neutro e dell’inverso. Ad ogni geometria corrisponde un particolare gruppo di trasformazioni (rotazioni, traslazioni ecc.) che la individua in toto. Il modello di Universo di Newton è individuato dal gruppo di Galileo, quello di Minkowski dal gruppo di Lorentz.

[5] Sergio Serapioni, 137 pagine di coincidenze della Fisica, Prefazione di Andrea Carati, Trento, Alcione, 2010, p.23. Le citazioni si riferiscono a frasi del fisico, e allievo di Fantappiè, Giuseppe Arcidiacono (1927-1998).

[6] L1 rappresenta ad esempio la lunghezza di una linea; L2 quella dell’area di una superficie; L3 quella del volume di un solido.

[7] Sergio Serapioni, 137pagine di coincidenze della Fisica cit., rispettivamente pp. 5 e 11.

[8] Considerazioni preliminari a proposito de «La Meccanica del Tempo», cit., p. 169. Lo scritto di Genovesi è precisamente a pp. 165-170.

[9] Il matematico, fisico e ingegnere francese, Gaspard-Gustave de Coriolis (1792-1843) individuò l’accelerazione apparente a cui risulta soggetto un corpo osservandone il moto in un sistema di riferimento ruotante rispetto a un sistema di riferimento inerziale.

[10] Prefazione a Sergio Serapioni, La Meccanica del Tempo, Trento, Alcione, 2003, pp. 5-8, in particolare p. 8. Il saggio è stato poi incluso nel volume postumo Giuseppe Pontiggia, Il Residence delle ombre cinesi, a cura di Antonio Franchini, Milano, Mondadori, 2004.