L'eleganza è nelle stringheEsce in italiano il bestseller di Brian Greene che racconta la rivoluzione in corso nelle scienze fisiche
Un tentativo avvincente di trovare una sintesi tra teoria quantistica e forza di gravità
Nelle particelle vi sarebbero dei "filamentidi energia vibrante" |
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| Brian Greene, "L'universo elegante. Superstringhe,
dimensioni nascoste e la ricerca della teoria ultima",
Einaudi, 395 pagine, 38.000 lire. |
Dalla pubblicazione in inglese nel gennaio 1999, il
libro è un best-seller della divulgazione scientifica.
Racconta la rivoluzione lanciata trent'anni fa per
conciliare la fisica classica, valida per il
comportamento di stelle e galassie e della gravità che
le tiene insieme, con la fisica quantistica valida per le
particelle all'interno dell'atomo e per le forze che le
tengono insieme. L'autore, insegnante di fisica e
matematica alla Columbia University di New York, è
il primo dei rivoluzionari a rivolgersi ai non
specialisti e questi ne hanno fatto un divo
multimediale e ne collezionano gli aneddoti,
sull'infanzia geniale e sulle fidanzate.
La storia è questa: negli anni '80 il movimento per la
rifondazione della fisica con le stringhe frana per
screzi interni ma si riprende facendo leva sulla
supersimmetria (la relazione tra gli spin diversi di
bosoni e fermioni). Parte la "seconda rivoluzione
delle superstringhe" nella quale Greene milita con
articoli decisivi su Nuclear Physics. Purtroppo le
scissioni continuano a un ritmo da internazionale
trotzkista e una lotta fratricida si scatena tra cinque
teorie: bosonica, tipo I, tipo IIA e tipo IIB, eterotica E,
eterotica O. Al comitato centrale del 1995 il leader
della prima ora, l'americano Edward Witten, poi
assecondato dall'inglese Michael Green e da altri
valorosi, prova a sormontare le contraddizioni in seno
alle masse (matematiche) con la M-teoria che collega
le altre cinque in una visione unitaria. Ancora da
rifinire, secondo l'autore la M-teoria è destinata a un
futuro radioso.
L'universo elegante non è facile malgrado l'ottima
traduzione di Luigi Civalleri e Claudio Bartocci, che
ne è anche il curatore, e l'agilità con la quale Greene
volteggia tra metafore e analogie per risparmiare le
equazioni ai lettori digiuni. Va affrontato a mente
riposata, pronta a visualizzare topologie insolite, a
immaginarsi protagonista del "delizioso libretto
Flatlandia di Edwin Abbott" (Adelphi) per andare "su
e giù per il Tubuniverso" e per le ciambelle e i pretzel
di Calabi-Yau.
Prima ancora, bisogna essersi chiesti un giorno
perché mai la fisica classica e quella quantistica si
occupano della stessa materia nello spazio e nel
tempo, funzionano sulle rispettive scale eppure sono
incompatibili. O perché si può misurare la posizione,
la massa e la velocità di una galassia e non c'è verso di
fare altrettanto con una particella. O perché la materia
deve essere formata per forza da particelle senza
dimensione che scorrono come onde mentre sparano
come pallottole.
Scrive Greene: "Già molti anni fa, le più grandi menti
della fisica teorica, come Pauli, Heisenberg, Dirac e
Feynman, ci avevano pensato, ipotizzando che i
costituenti ultimi della natura non fossero punti, ma
"sferette", "masserelle", oggetti dotati di estensione
spaziale." Finirono rei di lesa-Einstein, messi in
imbarazzo da effetti che si trasmettevano a distanza
con velocità superiori a quella della luce. Invece "ciò
che impressiona della teoria delle stringhe è che,
nonostante alcuni suoi aspetti siano stravaganti,
rispetta comunque tutti i requisiti fondamentali per
essere una fisica sensata e coerente. E inoltre, grazie
al modo di vibrazione del gravitone, è una teoria
quantistica che comprende la gravità."
Dice la teoria delle stringhe che in ogni particella
puntiforme c'è una ciocca fatta di "un filamento di
energia vibrante". Dice la teoria delle superstringhe
che una particella è diversa da un'altra per la
vibrazione tipica della sua stringa. Se fosse quella di
un violino, al posto di una nota suonerebbe un
elettrone, mettiamo, o un fotone o un quark.
Le note sono tante. Ci sono le particelle rilevate negli
acceleratori e le loro controparti ipotizzate dalla
teoria della supersimmetria che a una particella
associa una superparticella uguale e di segno opposto:
un fotone a un fotino, un gluone a un gluino e così via.
Senza dimenticare il gravitone che, si capisce già dal
nome, è il presunto vettore dell'attrazione
gravitazionale. Per suonare l'intera gamma, le stringhe
devono essere stravaganti sul serio. Nella M-teoria,
hanno undici dimensioni (e di più in altre versioni): il
tempo, le tre coordinate spaziali più altre sette
talmente accartocciate su se stesse da non essere
rilevabili. E talmente piccole da sfuggire alle
perturbazioni che impediscono di misurare con
precisione tutti i parametri di una particella,
un'impotenza frustrante riassunta nel principio di
indeterminazione di Heisenberg.
Le stringhe non ambiscono soltanto a superare
incoerenze e ambiguità sgradevoli. Se tutti i
componenti della materia ne sono davvero una
manifestazione, i particolari accordi tra vibrazioni
sono anche all'origine di energia, luce, spazio, tempo.
Il mondo che vediamo è intessuto di stringhe, da esse
nasce una Teoria del Tutto.
Un momento, obiettano i critici, a volte fautori di
teorie rivali come quella della supergravità. Quelle
stravaganze sono troppo di comodo. Nessun
acceleratore ha mai registrato traccia di fotino o di
gravitone. Le stringhe sono virtuali e costruite su
oggetti virtuali. La loro matematica non è male ma
non indica dove e come cercarle. Che eleganza ha una
teoria se non suggerisce la propria verifica?
Cercate nella radiazione cosmica di fondo lasciata dal
Big Bang nell'universo, o al centro dei buchi neri dove
lo spazio-tempo si lacera e si ricuce, risponde
Greene, e troverete stringhe o certe loro estensioni a
membrana, oggetti deducibili soltanto da questa
teoria. Non sta vendendo la pelle dell'orso, anzi:
sottolinea con un corsivo quello che non quadra o non
si sa, si sofferma sul bricolage dei colleghi, ne
ammira la creatività anche se sbagliano. Succede
anche a lui. Ne risulta una visita guidata in un edificio
che lascia attoniti per audacia intellettuale e fragilità.
Chi riesce a star dietro alla guida oltre la Parte
quarta, tutta in salita, viene ripagato da un vasto
panorama sui buchi neri e sulla cosmologia.
Qui il libro finisce. La ricerca intanto prosegue. Per
ora non ha trovato strappi e rattoppi nello
spazio-tempo. Ma poco dopo l'uscita negli Stati Uniti
dell'Universo elegante sono cominciati a circolare i
risultati - pubblicati questa primavera - del bellissimo
esperimento italo-americano Boomerang. Ha
misurato un'irregolarità nella radiazione cosmica di
fondo. Non è precisamente la megastringa annunciata
da Greene eppure ci arriva abbastanza vicino da
suscitare esultanza, nuove perplessità e nuove
domande, la confusione grande sotto il cielo che fa
bene alla rivoluzione. | 
