Si è scoperto che le particelle non sono l'elemento base costituente la materia. Esse sono in realtà generate dalle stringhe, elementi che vibrano sino a 26 dimensioni, le cui vibrazioni danno origine a tutto ciò che conosciamo. La cosa più incredibile è che queste stringhe si presentano sempre in coppia. Considerare questo fatto significa aprirci a conseguenze che vanno al di là di ogni immaginazione

di Sergio Ragaini - Fonte: KarmaNews.it

Nella precedente puntata abbiamo tracciato una panoramica sulla struttura della materia secondo la fisica attuale. Credo che, da quanto visto, siano emersi diversi elementi di interesse. 080411-collision-02Il primo è quello che forze e forme, in questo modello, sono del tutto identificate: non vi è alcuna differenza tra le prime e le seconde. Forse, in tal senso, la materia può essere definita come una forza ad un altro livello, o al limite come un possibile “effetto alternativo” di una forza.
Collegato a questo, la seconda indicazione è l’evidenza che particelle materiali combinandosi possono generare forze, o mediatori di forze. Un esempio sono i mesoni, tra cui vi sono anche i pioni, responsabili della coesione tra la materia: questi sono formati da un quark e da un antiquark.

Che cosa sono le stringhe?
Un modello, quindi, che va ad unificare tutto quanto conosciamo in natura. E che porta avanti un’unificazione che può aprire nuove prospettive all’esistenza stessa. Tuttavia, questo modello non si ferma qui, ma può andare ancora molto oltre. Le particelle, infatti, non appaiono come l’elemento finale costituente della materia. Esistono elementi di altro tipo, che stanno ancora al disotto (o al disopra, dipende dai punti di vista!) delle particelle elementari, ovvero le stringhe. Cosa sia una stringa, non è così immediato da definire.
CE1239F66Il termine apparve per la prima volta grazie ad un fisico italiano, Gabriele Veneziano (a sinistra). Veneziano, che allora era ricercatore presso il Cern di Ginevra, nel 1968 cercava di spiegare la cosiddetta “interazione forte”, di cui parlavamo anche nella precedente puntata (si tratta di quell’interazione che permette la coesione tra le varie particelle, e che avviene, come detto poco fa, grazie ai pioni e ai gluoni). Aveva trovato una parziale risposta in una funzione matematica, detta “Funzione beta di Eulero”, elaborata dall’omonimo matematico circa 200 anni addietro.

L’inizio di una nuova era
Su questa falsariga si mossero, pochi anni dopo, altri scienziati: in particolare Yōichirō Nambu, Holger Bech Fritz Nielsen e Leonard Susskind. Questi furono verosimilmente i primi a fornire un modello di stringhe, almeno come noi lo conosciamo. La forza nucleare fu da questi rappresentata mediante stringhe vibranti.
Polyakov1È, sicuramente, l’inizio di una nuova era: tutta la materia, come noi la conosciamo, ma anche tutte le forze, almeno intese come particelle mediatrici delle stesse, possono essere rappresentate come stringhe vibranti, le quali vibrano sino a 26 dimensioni. Come dedotto anche dal fisico russo, ora naturalizzato statunitense, Aleksandr Markovič Poljakov (foto a dx), noto per la sua equazione, che da lui prende il nome e va a definire le dimensioni dell’universo. Non a caso, per lo stesso Poljakov, ogni stringa definisce quello che viene detto worldsheet, vale a dire “foglio di mondo”. È come se, insomma, una stringa definisse una sezione di mondo, che poi si mescola ad altri mondi possibili.

Solo una vibrazione…
La teoria delle stringhe porta un concetto rivoluzionario nella concezione del mondo. Infatti, vedere il mondo come insieme di stringhe vibranti significa affermare che solo una vibrazione contraddistingue forze, forme, tipi diversi di materia. Basta cambiare la vibrazione e tutta la materia, come noi la intendiamo, può cambiare, trasformandosi in forza, in energia. O in materia completamente diversa. Forse, la stringa rappresenta il modo per poter unificare la fisica i tutte le sue parti.
La teoria che descrive la struttura delle stringhe potrebbe essere molto complessa. Infatti, la matematica che sottende queste descrizioni è accessibile soltanto a specialisti di settore.
Un’altra caratteristica della teoria delle stringhe è che non vi è, praticamente, un nome che spicca sugli altri. Gabriele Veneziano può essere definito, in qualche modo, il precursore di questi studi, ma diversi fisici lavorarono in parallelo sull’argomento.

Alla scoperta di un nuovo mondo
Infatti, nel campo delle stringhe, possiamo identificare due periodi di grandi scoperte, concentrati in alcuni anni. Questi vengono chiamati, rispettivamente “Prima Rivoluzione delle Superstringhe” e “Seconda Rivoluzione delle Superstringhe”. La prima rivoluzione si attesta tra il 1984 ed il 1986, mentre la seconda si può fissare tra il 1994 ed il 1997. Ci sono, è vero, dei nomi che spiccano in questi studi. Tra questi, oltre ai citati Nambu, Nielsen e Susskind, Edward Witten e John Schwartz. Per il resto, la teoria delle stringhe è un susseguirsi di scoperte e di definizioni. Talvolta non così chiare e definite, come in tutte le cose in fermento, ancora forse non così chiare nella loro essenza. Ma, da queste scoperte, potrebbe giungere la definizione di un nuovo mondo e di un nuovo modo di pensare, come effettivamente sta avvenendo.
buco_nero_5835Un esempio possibile di applicazione della teoria delle stringhe si riferisce ai cosiddetti wormholes (a sin.), i tunnel spazio- temporali che permettono, almeno secondo la teoria, i viaggi interstellari, in quanto costituiscono delle lacerazioni dello spazio-tempo. Applicando ad essi la teoria delle stringhe, si viene a definire come questi siano costituiti da due bocche di stringhe aperte che si pongono una vicino all’altra.
Verrebbe anche da pensare che, variando la vibrazione di queste stringhe, si vadano a generare universi possibili. E che, in qualche modo cambiando la vibrazione di una delle due stringhe, si provochi un collasso temporale, che altererebbe anche la struttura del tempo, facendo uscire dalla stringa in un momento differente da quello in cui si sarebbe entrati.

Una realtà a ventisei dimensioni
La teoria delle stringhe, come dicevo, è piuttosto complessa. Per sintetizzare, vi sono diversi tipi di stringhe, identificate dalle dimensioni. Il nome con cui vengono identificate è D-brane, dove D indica la dimensione. Una stringa a 26 dimensioni, ad esempio, si definisce 26-brane.
Le stringhe, comunque, sono elementi che nascono come unidimensionali e vibrano come multidimensionali. Per dimensione, qui, si indicano i gradi di libertà. Vale a dire il numero di coordinate che occorre assegnare per determinare la posizione di un punto. Ad esempio, se ci si muove su una retta, basterà una coordinata per assegnare la posizione di un punto; se siamo in un piano, invece, occorreranno due coordinate (ascissa e ordinata), nello spazio occorreranno tre coordinate e così via. Dire che un sistema ha 26 gradi di libertà, quindi, vuol dire affermare che occorrono 26 coordinate per fissare la sua posizione, il suo stato. relativita..2D’altra parte, nella stessa meccanica quantistica, lo stato di una particella non viene rappresentato in uno spazio tridimensionale, ma in uno multidimensionale, detto “di Hilbert”.
Dire che una stringa vibra a 26 dimensioni significa dunque dire che, per assegnarne lo stato, occorrono 26 parametri. Che può, insomma, vibrare in 26 modi diversi. Sono proprio questi “modi di vibrare”, insieme a tutte le possibili combinazioni di vibrazioni delle varie stringhe di cui è composta la materia, a determinare la realtà come noi la conosciamo.
Queste dimensioni vanno ben al di là di quelle che possono essere definite nello spazio che noi conosciamo abitualmente. Infatti, lo spazio che noi conosciamo in maniera intuitiva, detto Euclideo, è uno spazio dove la distanza è definita come noi solitamente la conosciamo (in parole povere, e pèer farci capire, la distanza euclidea è quella che possiamo misurare col metro). Queste stringhe vanno invece ad identificare delle dimensioni che hanno una struttura completamente differente da quella a noi nota. E dove la struttura che ne consegue viene definita “Varietà di Calabi-Yau”. Questi sono spazi dove la distanza è completamente differente da come noi la conosciamo. Di conseguenza, i punti stessi potrebbero trovarsi vicinissimi ed è solo la nostra percezione che li vede come lontani. Arrivando, in questo, ad un perfetto accordo con le correnti spirituali per le quali la realtà esterna è uno specchio della nostra realtà interiore.

La vibrazione originaria
Una visione del mondo fatta a stringhe, insomma, ci porta a comprendere che tutto è differente da quello che noi crediamo che sia, e che, forse, lo stesso concetto di “illimitato” è da rivedere. Forse, davvero, potremo un giorno risalire a quella che è la “vibrazione originaria” che ha dato origine al mondo come noi lo conosciamo, a quell’Om originale, il suono che ha generato tutto ciò che conosciamo. Forse, nelle stringhe è racchiusa la vibrazione che ha messo in moto il mondo stesso, che ha generato le forme secondo la nostra percezione. E che, forse, ci fa capire che le forme sono solo modi di vedere le cose, che possono cambiare se la nostra stessa percezione cambia.
om-symbol-1In fondo, lo stesso Vangelo di Giovanni inizia con “In principio era il Verbo”. Il verbo potrebbe essere la vibrazione di una stringa, dalla quale sono nate tutte le cose. Potrebbe essere la vibrazione al di là di tutte le vibrazioni, da cui tutto prende forma. Al di là delle stringhe potrebbe esserci la “vibrazione divina” a cui tutto tende, e dalla cui essenza tutto nasce e si genera.
Attraverso le stringhe, quindi, possiamo vedere come tutto si unifica, come davvero “dalla forza nasce la forma”, per riprendere la frase di Bruno Bettinelli dell’inizio della precedente puntata. Infatti, la vibrazione è una forza, che genera tutta la materia che noi conosciamo. La frase “dalla forza nasce la forma” potrebbe qui diventare, quindi, “dalla vibrazione nasce la forma, che poi genera la materia”. Fino a chiedersi: ma la materia ha forma? Potrebbe, infatti, essere pura vibrazione, alla quale noi attribuiamo le forme che vogliamo. In fondo, la forma è data dalla nostra percezione. E in una stringa che vibra a 26 dimensioni la nostra percezione costruisce forme, che dipendono dai nostri sensi, dalla nostra mente e dalla nostra apertura di osservazione. Potrebbe essere semplicemente che tutta la natura che noi conosciamo sia solo un’insieme di vibrazioni, che prendono forma attraverso la nostra osservazione. heisenberg.bohrL’Interpretazione di Copenaghen, di Niels Bohr e Werner Heisenberg (a sinistra nella foto, insieme a Bohr), troverebbe qui una forma particolare. Che forse, però, va al di là della stessa semplice identificazione con l’osservatore, sino a diventare qualcosa che elimina le separazioni tra strutture, e identifica tutto come uno, come un’unica vibrazione da cui, come prima dicevo, tutto prende forma. Il pensiero stesso è energia, come dicevo in precedenza. Ma, a questo punto, potremmo affermare che è anche forma? Se la forma e l’energia coincidono, il pensiero è anche forma. Con questa visione, le “forme pensiero” di cui parlano alcune correnti spirituali, sarebbero a tutti gli effetti provate: vibrazioni di stringhe che hanno diversi gradi di libertà, che possono anche dare luogo a forme particolari. Infatti, come anche visto nella teoria delle particelle, più vibrazioni energetiche possono dare origine a particelle di materia (si ricordi il caso del mesone).

L’ipotesi delle superstringhe
Una conseguenza della Teoria delle Stringhe, comunque, apre a nuove ed incredibili possibilità. Si tratta di quella che in fisica si definisce Supersimmetria, la quale pare esulare da qualsiasi elemento percepibile, e che, nello stesso tempo, ci riporta nelle più antiche tradizioni spirituali. Essa nasce da un’osservazione: le stringhe si presentano sempre in coppia. Vale a dire che, per ogni stringa, ce n’è sempre un’altra “gemella”. Essendo ogni organismo più complesso un aggregato di stringhe, questo ci dice che, verosimilmente, per ogni struttura esistente, ve ne è un’altra gemella.
teoria_stringhe_quantisticaLe particelle supersimmetriche sono differenti da quelle a noi note. Infatti, riprendendo la descrizione delle particelle fatta all’inizio (vedi prima puntata), il supersimmetrico di un fermione è un bosone, e viceversa. Quindi, ad ogni particella generatrice di forme, corrisponde una particella mediatrice di forze e viceversa. Quello che non si sa è dove siano collocate queste particelle supersimmetriche: si sa soltanto che esistono. Potrebbero essere qui, in questo universo, oppure altrove, in un universo parallelo. Nel quale, a questo punto, potrebbero trovarsi dei “corpi di forze” e delle “forze di forme”. Oppure, strutture dove le leggi fisiche di questo universo sono di fatto invertite. O, ancora, elementi dove non vi siano aggregazioni di elementi, ma soltanto strutture non aggregate. L’unica cosa certa, se così si può dire, è la nomenclatura che a queste particelle è stata data: per quanto riguarda i bosoni, il suffisso “one” diviene “ino”: ad esempio, al gluone corrisponderà un gluino. Per quanto riguarda i fermioni, si aggiungerà una “s” come prefisso: avremo, ad esempio, uno sprotone, un selettrone e così via.
ce4eb-energia_oscuraCome siano poi fatte queste supersimmetriche, come dicevo, è tutto da studiare: le verifiche sperimentali di tutto ciò sono molto lontane e forse non saranno così facilmente alla portata delle nostre strutture di pensiero. C’è anche chi ipotizza, ed è un’ipotesi estremamente avvincente, che la cosiddetta “energia oscura” dell’universo, che in qualche modo può essere vista come gravità repulsiva (nei cosiddetti “sistemi a multigravità”), sia in realtà un’interazione tra particelle e loro supersimmetriche. Di conseguenza, i cosiddetti wormholes potrebbero essere aperti da interazioni tra particelle e loro supersimmetriche. Naturalmente, tutto questo è ancora da dimostrare, anche se alla base di tutto ciò esiste una matematica, per quanto complessa.

Le forme pensiero
È interessante, a questo punto, concludere parlando di forme pensiero, discorso in qualche modo accennato all’inizio di questo nostro lavoro, collegandolo alla supersimmetria. Quando consideriamo un pensiero, questo è composto da onde, da energia. Ma, secondo la supersimmetria, questa energia, mediata comunque da particelle, ha una supersimmetrica in forme. Le forme pensiero, quindi, potrebbero essere manifestazioni materiali, altrove, di strutture energetiche semplicemente pensate in questo spazio tempo. Quindi, ogni volta che emettiamo un pensiero, per la supersimmetria altrove qualcosa prende forma. Questa struttura che prende forma è la “forma pensiero” di cui diverse correnti spirituali parlano. A livello scientifico, quindi, una “forma pensiero” altro non è che la supersimmetrica di una particella di energia di pensiero, che si manifesta qui o in un altro universo parallelo.
76477_449035498883_237013468883_5507988_6679272_nSi vede, in questo, un accordo perfetto tra scienza e scuole spirituali. E come la fisica moderna stia raggiungendo e definendo gli stessi modelli che la spiritualità, su altri sentieri, ha definito da secoli. Estendendo questa teoria, potrebbero esistere interi universi supersimmetrici a questo o ad altri universi. Ed universi che prendono forma da altri universi ancora.
A questo punto, però, è interessante fare un’osservazione: possiamo considerare anche il problema dal punto di vista dell’effetto e non solo della causa. maxresdefaultVale a dire, possiamo anche considerare che noi stessi, il nostro stesso universo, potrebbe essere supersimmetrico ad un altro universo (in fondo, noi pensiamo di essere sempre i primi di qualsiasi catena di generazione di eventi, ma questo non è vero, in quanto una catena potrebbe non avere inizio!). Questo significherebbe che il nostro universo di forme è supersimmetrico ad un universo di forze. Addirittura, potremmo arrivare a pensare che l’universo in cui viviamo sia costituito dalle forme pensiero elaborate in un altro universo, spersimmetrico a questo.
Una simile osservazione ci porterebbe a pensare che tutto quanto stiamo vivendo è, in realtà, la manifestazione di pensieri che avvengono in un altro universo, parallelo al nostro. Un discorso che ci porterebbe davvero molto, molto lontano. E che per il momento lasciamo qui, con mille interrogativi che si aprono davanti a noi e che affronteremo in un articolo sul multiverso. Per mostrare che, se accettiamo questa possibilità, tutto potrebbe essere simultaneo, ed avvenire nello stesso istante ovunque. Non ci sarebbe più, quindi, presente, passato o futuro, ma tutto potrebbe essere parallelo, ed avvenire nel qui ed ora.
(Seconda puntata – Fine)

Per saperne di più
Sulla teoria delle stringhe, Wikipedia è abbastanza esaustivo: https://it.wikipedia.org/wiki/Teoria_delle_stringhe
Si può leggere, sull’argomento, anche l’articolo all’indirizzo: http://matematica.unibocconi.it/articoli/teoria-delle-stringhe-da-newton-einstein-e-oltre
Sull’argomento, vedi un articolo della rivista “Focus”: http://www.focus.it/cultura/un-mondo-fatto-a-stringhe
Un video di pochi minuti e interessante sull’argomento, che apre anche al multiverso, è all’indirizzo: https://www.youtube.com/watch?v=Js8KkrSO6I0
Un altro video affascinante si trova all’indirizzo: https://www.youtube.com/watch?v=jVvwWIBlgmo
Per coloro che sono più avvezzi di matematica, si può leggere una tesi di laurea sull’argomento, all’indirizzo: http://cds.cern.ch/record/527607/files/0111187.pdf
Per quanto riguarda la supersimmetria, vedi Wikipedia: https://it.wikipedia.org/wiki/Supersimmetria
O, anche, all’indirizzo: http://www.fisicaparticelle.altervista.org/super.html.
Più matematica appare la dispensa all’indirizzo: http://download.sns.it/sagnotti/SUSY_final.pdf

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Autore: KarmaNews.it
KarmaNews è un magazine online di informazione alternativa attivo dal 2013 e diretto da Manuela Pompas.
Questo articolo è stato ripubblicato con licenza Creative Commons BY-NC-SA 3.0 IT.

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