Ricercatori finlandesi dell'Università di Aalto hanno proposto una nuova prospettiva su uno dei più ostinati enigmi della fisica: la teoria quantistica della gravità. Il loro approccio si basa su campi di gauge e quattro simmetrie speciali che permettono di descrivere la gravità allo stesso modo delle interazioni elettromagnetica, debole e forte nel Modello Standard.
La relatività generale ordinaria funziona bene su larga scala, ma fallisce dove la gravità incontra gli effetti quantistici, come all'orizzonte dei buchi neri o nei primi istanti dopo il Big Bang. Il nuovo lavoro mostra che la gravità può essere rappresentata non come curvatura dello spaziotempo, ma come un campo di gauge, simile a quelli già noti ai fisici.
Alla base della teoria ci sono le simmetrie U(1), le stesse che stanno alla base dell'elettromagnetismo e che sono responsabili della conservazione della carica elettrica. Gli scienziati hanno introdotto un concetto aggiuntivo: il campo della dimensione dello spaziotempo, che aiuta a 'ritagliare' oggetti quadridimensionali da strutture ottodimensionali più complesse, chiamate spinori.
Costruendo una lagrangiana con rappresentazione a otto spinori, i ricercatori hanno derivato le regole di Feynman e verificato se la teoria sia rinormalizzabile. Al primo ordine i calcoli convergono e le infinità possono essere eliminate con metodi noti. Questo è un importante segno di stabilità matematica, sebbene la verifica completa a tutti gli ordini sia ancora da fare.
Se la teoria resisterà a ulteriori test, aprirà la strada a una visione unificata di tutte le forze fondamentali. Allora saranno possibili calcoli di processi in condizioni estreme, dal collasso stellare alle prime fasi dell'evoluzione dell'Universo.
Per ora il lavoro è pubblicato per la discussione nella comunità scientifica. I suoi autori sottolineano: non è una teoria del tutto definitiva, ma un passo importante che mostra che la gravità può davvero essere integrata nella descrizione quantistica dei campi alla pari delle altre forze.
