La teoria delle stringhe spiegata semplice

Ogni oggetto è composto da miliardi di atomi, ogni atomo è costituito da elementi più piccoli: elettroni orbitanti intorno a un nucleo di protoni e neutroni, a loro volta formati da elementi ancora più piccoli chiamati quark. Secondo la teoria delle stringhe la catena non si interrompe qui. Esisterebbero infatti particelle infinitamente piccole, una sorta di filamenti di energia chiamati, per l'appunto, stringhe che, vibrando a frequenze differenti, conferirebbero alle particelle le loro proprietà distintive quali carica e massa.

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L'anello mancante

Questa idea — implicando che tutto ciò che esiste, forze della natura e materia (atomi, elettroni, quark, particelle radioattive, fotoni, gravitoni, ecc.), nasca da una stessa entità — risolve il perenne conflitto tra l'immagine caotica e imprevedibile che la meccanica quantistica attribuisce allo spazio subatomico e l'immagine lineare dello spazio su larga scala fornito dalla teoria della relatività. In pratica la teoria delle stringhe disciplina, almeno in parte, il caos della meccanica quantistica, quanto basta affinché la teoria dei quanti e la relatività generale possano coesistere.

M-Teoria

Per poter costituire tutte le particelle esistenti (perlomeno quelle scoperte fino a oggi), i fisici teorici hanno calcolato matematicamente che una stringa necessiti di 11 dimensioni1Perlomeno secondo la teoria supersimmetrica, detta anche delle superstringhe o M-Teoria. Invece, in accordo con la teoria bosonica, le dimensioni richieste sarebbero addirittura 26, ma non complichiamoci troppo la vita. per potersi muovere e vibrare. Le 4 che già conosciamo (tre dello spazio e una del tempo) non sono sufficienti per effettuare tutte le combinazioni necessarie.

20 numeri

Osservando il mondo che ci circonda, ci sono circa circa 20 numeri che descrivono bene il nostro universo. Numeri come la massa delle particelle, gli elettroni e i quark, la forza di gravità, la potenza della forza elettromagnetica e così via, un elenco di parametri misurati con incredibile precisione. Il problema è che nessuno è ancora riuscito a spiegare perché questi numeri abbiano proprio i valori che hanno. Si sa soltanto che, se anche uno solo fosse differente, probabilmente l'universo, come lo conosciamo, non esisterebbe.

La teoria delle stringhe suggerisce che quei 20 numeri abbiano una stretta relazione con le dimensioni aggiuntive.
Se riuscissimo a misurare tutti i tipi di vibrazione permessi, dovremmo essere in grado di calcolare anche struttura (la forma, in parole povere) di tali dimensioni extra e comprenderne le leggi fisiche, scoprendo di conseguenza le formule dei 20 numeri e unificando finalmente tutte le leggi fisiche che conosciamo, arrivando così a definire una teoria del tutto, il santo Graal della scienza, il sogno di Einstein, il trionfo della matematica.

Storia breve

La teoria delle stringhe ha una storia relativamente recente.
Ha avuto origine nel 1943 da una "costola secondaria" di un programma di ricerca di Werner K. Heisenberg (premio Nobel per la fisica nel 1932) per poi diffondersi, col nome di S-Matrix, negli anni '50 e '60. A causa di alcuni concetti errati (e poiché molti metodi matematici erano ancora sconosciuti) è stata messa da parte nel decennio successivo per poi sparire quasi del tutto negli anni '80.

Tra il 1994 e il 1997, in quella che è stata definita la seconda rivoluzione delle superstringhe, ha ripreso piede prepotentemente — anche in virtù di una nutrita serie di innovazioni teoriche — assumendo la forma che conosciamo oggi.

Riassumendo e semplificando (molto)

La teoria delle stringhe si fonda sul principio secondo cui la materia, la radiazione e, sotto certe ipotesi, lo spazio e il tempo siano in realtà la manifestazione di stesse entità fisiche fondamentali.

Fonti

Nota: Lo scopo di questo post nasce dall'esigenza di spiegare in pochi minuti nozioni estremamente complesse, non ha pertanto la pretesa di rappresentare una seria divulgazione scientifica. Mi si perdonino piccoli o grandi errori nell'esposizione dei concetti.

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