Una teoria unificata della fisica. Una teoria che «intessa la trama delle forze e l’ordito dei costituenti della materia in un unico arazzo». Einstein vi dedicò, invano, gli ultimi trent’anni della sua vita. Di più: una teoria che sani anche il conflitto esistente, in cosmologia, tra Relatività e Meccanica Quantistica… Forse oggi l’abbiamo: è la teoria delle superstringhe, o M-teoria, o Teoria del Tutto (TdT). È la più ambiziosa teoria della fisica contemporanea e Brian Greene, uno dei principali esponenti e sostenitori, ce ne racconta nascita (1968) e sviluppi, fino al 1999. Contrariamente a quanto normalmente accada per i saggi divulgativi, non si parla qui di una teoria completamente definita, con solide conferme sperimentali e largamente accettata dalla comunità scientifica, ma di una teoria in fieri: della cui creazione veniamo resi, in certo modo, partecipi.
Capitoli brevi, introduzione di ogni argomento per problemi, esempi tratti dalla quotidianità, puntuali sintesi di ciascun discorso affrontato. Ad un’esposizione divulgativa eccezionalmente chiara – ma scientificamente rigorosa – della Teoria della Relatività e della Meccanica Quantistica, segue la presentazione della TdT. «Per la TdT, gli ingredienti fondamentali del mondo non sono particelle puntiformi, ma sottili filamenti – simili ad elastici infinitamente piccoli – che vibrano continuamente: le stringhe. (…) Come i diversi modi di vibrazione di una corda di violino danno origine alle varie note musicali, così i diversi modi di vibrazione di una stringa danno origine a varie particelle, la cui massa e carica sono determinate dalle oscillazioni della stringa stessa. (…) La stessa idea si applica alle forze: ogni particella mediatrice di forza è associata ad un particolare modo di vibrazione. (…) Tutte le forze e tutta la materia sono le note che le stringhe suonano».
Elegante come promette il titolo, ma per niente facile non appena si scenda poco più in profondità. Innanzitutto la TdT prevede lo stravolgimento totale della concezione di spazio-tempo lasciataci in eredità da Einstein (già di per sé così lontana dal nostro senso comune): si parte dal rimettere in discussione il numero di dimensioni del nostro universo, quindi la sua geometria, per giungere inevitabilmente a porsi domande, di carattere scientifico-filosofico, sui limiti della conoscenza umana. La matematica che sottosta alla teoria poi è molto complessa, nonostante presentata in questa sede in maniera divulgativa: mediante disegni e esemplificazioni tratte dalla quotidianità (il lettore esperto troverà nelle note soddisfazione alla sua sete di conoscenza). Per chi non si lascia scoraggiare dalle difficoltà (o per chi le aggiri), in premio gli ultimi, affascinanti, tre capitoli che trattano in maniera approfondita di buchi neri, teoria del Big Bang e cosmologia in genere; presentando le soluzioni proposte dalla TdT e i problemi che restano tuttora aperti. Per molti versi questo libro costituisce infine un’occasione rara per gettare uno sguardo all’interno della comunità scientifica e scoprirne metodologie, abitudini, e vezzi.
Tutto bello dunque? Mica tanto. Rimanere ammaliati dalle parole di Greene rischia di far perdere lucidità nell’espressione del proprio giudizio. C’è chi sostiene infatti che L’universo elegante non è che un prodotto propagandistico, ben fatto, del potente gruppo di ricerca che sostiene la TdT. Un gruppo potente ma che comunque ha bisogno di consenso, anche di pubblico, per dirottare verso di sé una notevole mole di denaro, a scapito di altri gruppi di ricerca meno affermati. Tuttavia la TdT, sinora, non ha avuto alcun riscontro sperimentale. E questo è un fatto abbastanza grave per una teoria fisica, perché la fisica è una scienza sperimentale. Le teorie non sono monoliti né sono vere a priori: esse dovrebbero fornire descrizioni di fenomeni conosciuti e consentire la previsione di fenomeni non conosciuti. A quanto risulta la TdT non ha consentito, a tutt’oggi, niente di tutto ciò. Allora, cosa abbiamo letto?
Capitoli brevi, introduzione di ogni argomento per problemi, esempi tratti dalla quotidianità, puntuali sintesi di ciascun discorso affrontato. Ad un’esposizione divulgativa eccezionalmente chiara – ma scientificamente rigorosa – della Teoria della Relatività e della Meccanica Quantistica, segue la presentazione della TdT. «Per la TdT, gli ingredienti fondamentali del mondo non sono particelle puntiformi, ma sottili filamenti – simili ad elastici infinitamente piccoli – che vibrano continuamente: le stringhe. (…) Come i diversi modi di vibrazione di una corda di violino danno origine alle varie note musicali, così i diversi modi di vibrazione di una stringa danno origine a varie particelle, la cui massa e carica sono determinate dalle oscillazioni della stringa stessa. (…) La stessa idea si applica alle forze: ogni particella mediatrice di forza è associata ad un particolare modo di vibrazione. (…) Tutte le forze e tutta la materia sono le note che le stringhe suonano».
Elegante come promette il titolo, ma per niente facile non appena si scenda poco più in profondità. Innanzitutto la TdT prevede lo stravolgimento totale della concezione di spazio-tempo lasciataci in eredità da Einstein (già di per sé così lontana dal nostro senso comune): si parte dal rimettere in discussione il numero di dimensioni del nostro universo, quindi la sua geometria, per giungere inevitabilmente a porsi domande, di carattere scientifico-filosofico, sui limiti della conoscenza umana. La matematica che sottosta alla teoria poi è molto complessa, nonostante presentata in questa sede in maniera divulgativa: mediante disegni e esemplificazioni tratte dalla quotidianità (il lettore esperto troverà nelle note soddisfazione alla sua sete di conoscenza). Per chi non si lascia scoraggiare dalle difficoltà (o per chi le aggiri), in premio gli ultimi, affascinanti, tre capitoli che trattano in maniera approfondita di buchi neri, teoria del Big Bang e cosmologia in genere; presentando le soluzioni proposte dalla TdT e i problemi che restano tuttora aperti. Per molti versi questo libro costituisce infine un’occasione rara per gettare uno sguardo all’interno della comunità scientifica e scoprirne metodologie, abitudini, e vezzi.
Tutto bello dunque? Mica tanto. Rimanere ammaliati dalle parole di Greene rischia di far perdere lucidità nell’espressione del proprio giudizio. C’è chi sostiene infatti che L’universo elegante non è che un prodotto propagandistico, ben fatto, del potente gruppo di ricerca che sostiene la TdT. Un gruppo potente ma che comunque ha bisogno di consenso, anche di pubblico, per dirottare verso di sé una notevole mole di denaro, a scapito di altri gruppi di ricerca meno affermati. Tuttavia la TdT, sinora, non ha avuto alcun riscontro sperimentale. E questo è un fatto abbastanza grave per una teoria fisica, perché la fisica è una scienza sperimentale. Le teorie non sono monoliti né sono vere a priori: esse dovrebbero fornire descrizioni di fenomeni conosciuti e consentire la previsione di fenomeni non conosciuti. A quanto risulta la TdT non ha consentito, a tutt’oggi, niente di tutto ciò. Allora, cosa abbiamo letto?
(post di Alessandra Angelucci)
Brian Greene, L’universo elegante. Superstringhe, dimensioni nascoste e la ricerca della teoria ultima, Torino, Einaudi, 2003.
Le mie chiocciole: @@@
Da regalare: a un calzolaio estroso
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