La teoria delle stringhe

Dalla fine degli anni sessanta esiste una nuova teoria delle particelle elementari nota come «string theory» (mal tradotta «teoria delle stringhe», invece che delle corde) nella quale tutte le particelle elementari corrispondono a stati di vibrazione diversi di un’unica entità: una cordicella vibrante (come se, in un certo modo, particelle diverse corrispondessero a note musicali diverse). Essa ci offre quindi una eccitante visione della natura come minuscole parti di stringa che oscillano in uno spazio con dimensioni nascoste sovrapposte. Tutte le implicazioni di queste idee sono ancora da comprendere. Le stringhe possono oscillare in un infinito numero di modi differenti, come le corte di un violino, che creano diversi suoni in un brano musicale. Qualcuno ha però visto queste cosiddette stringhe? La risposta è “no”.

Einstein realizzò che spazio e tempo, sono soltanto differenti aspetti di un singolo oggetto che egli chiamò spazio-tempo. Corpi di enormi dimensioni, come pianeti, possono deformare e distorcere lo spazio-tempo e la gravità,  come un peso che posizionato su un tappeto elastico creerà una depressione in cui un vicino oggetto potrà rotolare, così un corpo di enormi dimensioni come un pianeta può distorce lo spazio, attraendo gli oggetti vicini.

Una delle sue più sorprendenti e significative ipotesi è che lo spazio-tempo non sia quadridimensionale ma a dieci dimensioni. E’ solo nelle dieci dimensioni dello spazio-tempo che la Teoria delle stringhe funziona. L’idea di dimensioni nascoste fu effettivamente avanzata molti anni prima della formulazione della Teoria delle stringhe dal tedesco T. Kaluza e dallo svedese O. Klein. Avendo descritto brevemente dopo Einstein il ripiegarsi dello spazio nella relatività generale, essi considerarono cosa sarebbe successo se una dimensione spaziale fosse stata ripiegata e ricongiunta a se stessa formando un cerchio. Le dimensioni di questo cerchio avrebbero potuto essere molto piccole, persino così piccole da non poter essere osservate. Avrebbero potuto essere nascoste alla vista. L’elettromagnetismo diventa allora una conseguenza del cerchio nascosto con il moto in una dimensione nascosta che sia carica elettricamente.

Si suppone anche che,  in un pre-Big Bang, l’universo avrebbe subito una specie di collasso gravitazionale in un regime ancora «classico» (ovvero senza effetti quantistici rilevanti) fino a raggiungere i valori massimi di densità, temperatura e curvatura consentite dalla teoria delle stringhe. A questo punto l’Universo sarebbe entrato in una fase quantistica da cui sarebbe poi uscito per dar luogo all’Universo con la sua storia che conosciamo. Il Big Bang è così sostituito da un «Big Bounce» (Grande Rimbalzo). Questo potrebbe anche spiegare le condizioni «iniziali» molto finemente sintonizzate («fine tuned» in inglese) che servono a spiegare l’universo attuale e che, in assenza di una fase antecedente, hanno bisogno di nuovi paradigmi come quello dell’inflazione cosmologica. In altre varianti di questo scenario il processo di contrazione ed espansione si ripete all’infinito (universo ciclico).