Spaziotempo Emergente: L'Entanglement Quantistico al Centro del Dibattito sulla Gravità

Il concetto di temperatura, inteso come proprietà emergente derivante dal moto molecolare, offre un'analogia cruciale per la fisica teorica che esplora se la geometria stessa dell'universo, lo spaziotempo, possa manifestarsi in modo analogo. Questa linea di ricerca mira a identificare la struttura fondamentale da cui scaturisce la geometria cosmica, con l'entanglement quantistico che emerge come potenziale elemento costituente primario. L'analogia suggerisce che, similmente alla temperatura che non è una proprietà intrinseca di una singola molecola, lo spaziotempo potrebbe non essere una realtà fondamentale, ma un costrutto macroscopico derivante da correlazioni quantistiche sottostanti. Questo approccio intellettuale sta rimodellando le fondamenta della realtà fisica nel 2026.

Questa indagine si fonda sull'entanglement quantistico, il fenomeno che Albert Einstein definì "azione spettrale a distanza". La realtà sperimentale di questo effetto fu confermata in modo inequivocabile nel 1982 da Alain Aspect, stabilendo che la misurazione dello stato di una particella in una coppia correlata determina istantaneamente lo stato dell'altra, indipendentemente dalla distanza. Questa non-località è oggi un pilastro della meccanica quantistica e un punto di partenza per le teorie di gravità quantistica. L'entanglement è stato definito da John Preskill del Caltech come il "collante dell'Universo". Recenti sviluppi teorici indicano che queste reti di correlazioni quantistiche potrebbero costituire l'ossatura della geometria dello spaziotempo.

Nel mese di ottobre 2025, Hong Liu del MIT ha presentato una ricerca che illustra come, in tali modelli, l'entanglement sia il meccanismo che lega due punti nello spazio. Una connessione forte implicherebbe uno spazio continuo e omogeneo, mentre una sua carenza porterebbe a una frammentazione spaziale. Il lavoro di Liu si inserisce in un filone di ricerca più ampio che utilizza algebre di von Neumann per caratterizzare la struttura dell'entanglement e l'emergenza dello spaziotempo nel limite semi-classico, come dettagliato in una sua revisione del 2025.

Tuttavia, il dibattito sulla natura quantistica della gravità è stato complicato alla fine del 2025 da una pubblicazione di Joseph Aziz e Richard Howl su Nature. Gli autori, affiliati alla Royal Holloway, University of London, hanno sostenuto che, in determinate circostanze, anche una gravità di natura puramente classica potrebbe generare entanglement quantistico. Questo risultato mette in discussione l'assunto che l'osservazione di entanglement indotto gravitazionalmente sia una prova definitiva della quantizzazione della gravità, poiché un effetto simile potrebbe derivare da processi puramente classici, estendendo il quadro della teoria quantistica dei campi attraverso processi di "materia virtuale". L'articolo, intitolato "Classical theories of gravity produce entanglement", ha innescato una discussione, con alcuni fisici, tra cui C. Marletto, che hanno pubblicato contro-argomentazioni sulla produzione effettiva di entanglement nel modello di Aziz e Howl. Nonostante l'incertezza metodologica, la ricerca di ottobre 2025 fornisce parametri cruciali per esperimenti volti a distinguere tra i due scenari, poiché gli effetti previsti dalla gravità classica sarebbero presumibilmente più deboli.

Nel frattempo, la ricerca correlata prosegue nel 2026, focalizzandosi sull'emergenza dello spaziotempo dall'entanglement. Nel febbraio 2026, Hollis Williams e i suoi collaboratori hanno presentato risultati che indicano come l'entanglement possa esistere in assenza di una geometria spaziotemporale preesistente. Questo studio, basato su una riformulazione in un quadro twistor conformemente invariante, isola il contenuto genuinamente quantistico dei protocolli di entanglement indotto gravitazionalmente, suggerendo che lo spaziotempo emerga come conseguenza diretta del legame quantistico. La struttura della realtà fisica è in fase di rimodellazione da questo intenso lavoro teorico nel 2026, spostando il concetto di spazio e tempo da contenitori passivi a costrutti macroscopici tessuti da correlazioni quantistiche.