Iperione, la luna che non c’è

Mentre passeggiava col collega A. Pais, A. Einstein improvvisamente si fermò, si voltò verso di lui e gli chiese se davvero credeva che la Luna esistesse solo quando la guardava.

Il geniale scienziato si riferiva al paradosso per cui, nonostante la meccanica quantistica sia ampiamente supportata da esperimenti in laboratorio, il mondo che essa descrive sembra essere completamente diverso da come ci appare.

Alla fine del secolo scorso, l’incubo di Einstein sembra avverarsi, a causa di uno studio effettuato non sulla nostra Luna, ma su una di quelle di Saturno: Iperione.

Ma è davvero possibile che una luna scompaia quando non la si guarda? 

Andiamo a scoprirlo assieme.

Iperione, Titano dell’osservanza

Come ci ricorda Wikipedia (qui per approfondire), Iperione è stata scoperta nel 1848 da W. C. Bond, G. P. Bond e W. Lassell. 

Il suo nome deriva da quello del Dio Titano della vigilanza e, per uno strano caso, dell’osservanza.

Come si vede bene da una foto scattata dalla sonda Cassini nel 2005 (qui per vederla), la luna ha una forma a patata e una strana superficie spugnosa, solcata da numerosi crateri, in fondo ai quali giace un misterioso materiale scuro.

Ma ciò che più conta ai nostri fini è il fatto che Iperione abbia una rotazione caotica: ciò significa che il suo asse di rotazione oscilla così tanto da rendere imprevedibile il suo orientamento nello spazio.

E proprio questa sua insolita caratteristica ha portato i fisici W. H. Zurek e J. P. Paz (qui lo studio completo) a collegare Iperione alla teoria del caos quantistico.

Iperione e il caos quantistico

Come spiega il fisico e filosofo S. Carroll (qui per approfondire), in fisica esiste il cosiddetto principio di corrispondenza, in base al quale per oggetti macroscopici, come una palla da baseball, le previsioni della meccanica quantistica corrispondono pressappoco a quelle della meccanica classica, così che possiamo ad esempio prevederne la traiettoria, se ne conosciamo la posizione iniziale e la velocità.

Questo comodo, ma generico principio viene meno per i cosiddetti sistemi caotici, per i quali anche piccole differenze nelle condizioni iniziali possono provocare enormi differenze nella loro situazione finale.

Iperione, con la sua rotazione caotica, è un perfetto esempio di sistema caotico, tanto che si stima che, se lasciata a se stessa per una ventina di anni e poi osservata nuovamente, ci apparirebbe completamente diversa o addirittura scomparirebbe.

Perché allora continuiamo a trovarla nella sua solita posizione nello spazio?

Il destino di Iperione legato a quello dell’universo

Iperione non è isolata dal resto dell’universo e quindi interagisce con esso, ad esempio con la luce. 

Tali interazioni fanno sì che il suo “destino” venga in qualche modo legato a quello degli oggetti con cui interagisce (in base al principio dell’entanglement quantistico).

E il fatto che, ovviamente, non possiamo tenere traccia di tutte le particelle di luce che interagiscono con Iperione, ci costringe necessariamente a fare una media di tutti i loro possibili stati quantistici, e di conseguenza anche il comportamento caotico di Iperione viene “mitigato”.

Insomma, niente paura: finché la luce esisterà nell’universo, potremo essere sicuri che, quando puntiamo i nostri telescopi su Iperione, continueremo a vedere la familiare patata spugnosa laddove ci aspettiamo di trovarla.