La teoria delle Stringhe

 

La teoria del Tutto TOE=DIO?
La teoria delle Stringhe

 

E’ notizia recente che, dopo 4 anni di calcoli, alcuni matematici (americani ed europei) sono riusciti finalmente a risolvere la struttura dell’enigna del secolo, soprannominato "E8". Si tratta di complessi modelli matematici che descrivono una struttura a 248 dimensioni, che rientra nel più vasto studio delle simmetrie (Gruppo Lie) proposto dal matematico norvegese Sophus Lie già nel 1887.
Tale struttura potrà essere d’aiuto ai fisici che da tempo portano avanti gli studi sulle dimensioni ed in particolare sulla "Teoria M" a 10-11 dimensioni o su quella "bosonica" a ben 26 dimensioni. Ma andiamo per gradi.
I due pilastri su cui si fonda la fisica moderna sono quello della relatività generale proposta da Albert Einstein e quello della meccanica quantistica fondata da Max Planck. Proprio due teorie differenti, con una che si avvicina all’immensamente grande (universo/gravità) e l’altra all’infinitamente piccolo (particelle/magnetismo), spesso con leggi ed enunciati perfino in contrapposizione tra loro.
Ma in passato non succedeva mai di dover far ricorso ad entrambe le teorie simultaneamente. Fino alla fine Einstein aveva cercato di trovare il punto di unione (“teoria unificata del campo”) certo che entrambe le teorie erano giuste, ma le conoscenze erano ancora troppo limitate, con solo due forze fisiche note (gravità e magnetismo) e solo tre particelle elementari scoperte (protone, elettrone e fotone) per prospettare una qualunque teoria.
Successivamente le forze in gioco sono salite a quattro (elettromagnetica, gravitazionale, debole e forte) mentre al contrario, la scoperta di sempre nuove particelle (siamo a più di 100), complica la situazione nella ricerca di quel semplice ordine cosmico su cui si crede.
I buchi neri (oggetti pesanti ma piccoli) e la stessa particella infinitamente piccola, da cui l’Universo è stato concepito, richiedono, invece, l’applicazione di entrambe le teorie. La ricerca attuale è mirata all’unificazione delle 4 forze intese come aspetti di un unica forza-motrice universale e a continuare lo studio della Teoria delle Stringhe, perchè insieme possono portare alla agognata Teory of Everything o TOE che inglobi tutte le forze e dia un senso all’esistenza di tante particelle elementari.

 
La teoria delle stringhe è una teoria della fisica che ipotizza che la materia, l’energia e in alcuni casi lo spazio e il tempo, siano in realtà la manifestazione di più piccole entità fisiche sottostanti (invisibili cordicine vibranti), chiamate appunto stringhe (o brane).
Ma facciamo un attimo un passo indietro.
In fisica, un adrone (dal greco adrós, forte) è una particella subatomica (barioni e mesoni) che "sente" la forza nucleare forte.
Non sono particelle fondamentali, ma composti da fermioni e bosoni e durante gli studi non si capiva perché il loro spin (rotazione o momento angolare orbitale) non superava mai un certo valore.
Precedentemente, il fisico italiano Gabriele Veneziano mentre effettuava studi sulla forza nucleare forte e la sua interazione con le partcicelle subatomiche, senza conoscerne il motivo, constatò che quelle interazioni venivano pienamente soddisfatte dalla vecchissima funzione matematica beta di Eulero. Solo qualche anno dopo alcuni fisici dimostrarono che la funzione di Eulero era soddisfatta solo se si rappresentanva la forza nucleare attraverso "vibranti stringhe" ad una sola dimensione, mentre la spiegazione dello spin adronico era soddisfatta con il semplice modello adronico, secondo il quale gli adroni potessero essere composti da un serie di particelle più piccole legate insieme da un qualche tipo di forza.
Tali intuizioni sono state in seguito ampliate e oggi si è concordi nell’assimilare le particelle elementari a fili vibranti (detti stringhe o corde, in inglese string) piutosto che ad enti puntiformi privi di struttura interna, come suggeriva il cosiddetto Modello Standard (concetti base utilizzati  nel corso del Novecento per spiegare il comportamento delle particelle elementari).

 
Nel contesto delle teorie delle stringhe nasce poi quella della supersimmetria (SuSy), ovvero la teoria che mette in relazione le particelle bosoniche (che possiedono spin intero) con le particelle fermioniche (che hanno invvece spin semi-intero) riguardo alla massa ed allo spin.
[La teoria spiegava alcuni problemi insoluti che affliggevono il modello standard anche se purtroppo ne introduceva altri.]
Per capirci qualcosa si pensi che esistono solo due famiglie di particelle elementari: i “fermioni” (dal nome del fisico italiano Enrico Fermi) e i“bosoni” (dal nome del fisico indiano Satyendra Bose). Alla prima famiglia fanno parte le particelle di materia come elettroni e quark, mentre alla seconda le particelle mediatrici delle forze come fotoni e gravitoni. Con la supersimmetria si afferma che ad ogni particella conosciuta ne corrisponde un’altra (sconosciuta) ma di comportamento simile che interagisce.
Nonostante nessuno le abbia mai viste, è stato comunque assegnato loro un nome: per esempio, simmetrica al fotone (la particella mediatrice della forza elettromagnetica) corrisponde il fotino (particella materiale); il partner simmetrico del quark (un fermione) è il bosone- s-quark, e così via.
Fino ad ora vi sono 5 diverse teorie di superstringhe (tipo I, tipo IIA, tipo IIB, eterotica O ed eterotica E) che in comune hanno solo le 10 dimesioni (9 + tempo) non visibili perchè arrotolate o accartocciate su loro stesse.
L’aggiunta di dimensioni nascoste alle tre (umanamente) osservabili ha portato ad equazioni aggiuntive (a quelle di Einstein) che spiegavano alcune teorie. Nel 1995 il fisico teorico Edward Witten scoprì che le cinque teorie erano strettamente interconnesse tra loro da poter essere raggruppate in un unico schema concettuale che chiamò "M-teoria". Questa scoperta potrebbe portare alla via maestra che porta alla Toe!

 
In ogni caso, si deve pensare alle stringhe come a fili infinitamente corti e sottili (miliardi di miliardi di volte più piccoli di un nucleo atomico e di spessore nullo) perché strutture le cui dimensioni sono vicine alla cosiddetta lunghezza di Planck (10 alla -33 cm.)  la più piccola concepibile in fisica, ma che vengono tese con una forza incredibilmente grande (fino a 10 alla 39 tonnellate).
Sarebbe proprio questa enorme tensione a determinare la frequenza di vibrazione: più essa è grande, maggiore è la massa della particella associata e di conseguenza maggiore è la forza di gravità che questa particella esercita sulle altre (è soddisfatta la legge di Einstein E=mc2).
Questo è l’indizio per il quale la teoria delle superstringhe collegha la gravità (descritta dalla relatività generale) con la struttura delle particelle elementari (descritta dalla meccanica quantistica).
La differenza tra le teorie di Newton/Einstein e quella delle superstringhe sta nel fatto che queste ultime prevedono di per sé
l’esistenza della gravità perché è da essa che poi emergono spontaneamente tutte le altre forze.
Sono proprio i modi di vibrazione di questi invisibili fili, spesso chiusi ad anello, a generare tutte le particelle elementari che costituiscono poi il nostro Universo. Come dire il niente che crea il tutto!
In quest’ottica l’Universo sarebbe come una grande sinfonia dove le diverse particelle rappresentrebbero le note che la compongono!
Proprio il concetto di Uno indicante in filosofia l’unità del Tutto o il principio del Tutto della religione.
Una TOE come dimostrazione di un Dio o, viceversa, della sua inesistenza.
Validaè anche  l’ipotesi che nuove conoscenze sulla creazione possano offrire spiegazioni più ampie e dettagliate su di essa senza però cambiare i termini del rapporto tra creature e Creatore. 

 

Vedi anche il successivo post su M-Teoria e Brane : http://antveral.spaces.live.com/blog/cns!B82C8038190F5EA4!1788.entry

 
 

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4 risposte a La teoria delle Stringhe

  1. Patrizia ha detto:

    Non so il perchè tu abbia scritto tutto questo nel tuo blog,ma lo ritengo estremamente interessante e di piacevole lettura,soprattutto per la chiarezza con cui lo hai esposto.Ti ringrazio oltretutto per avermi aiutato nella mia riverca.
    Ti mando un saluto e un bacio,Patrizia

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  2. tony ha detto:

    Grazie per i complimenti ma parti dal presupposto che i blog devono essere delle pagine monotematiche o che non possono occuparsi di scienza e di importanti scoperte. Il mio blog, comunque, piace a molti proprio perchè è vario ed interessante e non c’è un motivo prepciso per cui oggi parlo di un fatto di cronaca e semmai domani di uno di fisica che mi ha colpito di più! 

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  3. RUSSO Vincenzo ha detto:

    Tempo fa Stephen Hawking voleva poter conoscere la Mente di Dio. Per questo io gli dedicai il mio libro: “Il Tachione il dito di Dio”. Ora ha cambiato idea e dice che Dio non esiste. Il CERN a sua volta ripropone l’eterna esistenza della materia. Io rispondo così:
    COMMENTO ALL’ULTIMO ESPERIMENTO DEL CERN DI GINEVRA.
    Ciò che è stato osservato al CERN di Ginevra ,consiste di un plasma di teorema geometrici e matematici, espressi in numeri cardinali .
    Questi a loro volta sono costituiti da un gas di numeri ordinali, (la polvere di Cantor ” diviene “ frattali).
    A proposito DUNQUE ,della presunta autosufficienza della materia ,affermata dopo gli ultimi esperimenti del CERN di GINEVRA.
    Siamo semplicemente alle solite tesi ideologiche .
    Non si tiene conto che l’energia applicata nell’esperimento del CERN è già esistente nell’universo . Quindi la materia non è affatto autosufficiente. Rimane vero semplicemente che nulla si crea e nulla si distrugge .
    Rimane insoluto infatti ,quali sono le ragioni dell’esistenza dell’energia ? Perché c’è l’energia invece che il nulla ?
    Per approfondire segnalo il sito: il Tachione il dito di Dio.
    Nel sito http://www.webalice.it/iltachione si può leggere gratuitamente in rete la teoria unificata dell’universo fisico e mentale, secondo il pensiero sineterico.
    La tesi fondamentale della teoria afferma che la gravità non è una qualità della materia ma una reazione astratta all’estensione angolare .
    Pertanto le successive dimensioni spaziali “estendendosi” a partire dal punto mentale,alla retta ,al piano e ai volumi, determinano REAZIONE ANGOLARE GRAVITALE ,all’ipotesi immaginaria di estensione LAMBDA, nello spazio tempo.
    Pertanto le ragioni invisibili delle apparenze fisiche ,sono astrazioni di teorema matematici.
    Le apparenze fisiche visibili ai sensi sono simulazioni delle idee della teoria.
    In pratica non ci sono fenomeni fisici ma solo rappresentazioni mentali dell’osservatore

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  4. STELLINA MARIA RITA ha detto:

    Grazie, per le interessanti informazioni riguardo alle sperimentazioni, presso il CERN di Ginevra. Ero, comunque, già al corrente in quanto, due giorni fà, ho partecipato alla presentazione di un libro, dal titolo “L’ENERGIA DEL VUOTO”, autore Bruno Arpaia, laureato in filosofia. Devo dire molto profondo, l’ intreccio fra Scienza, Letteratura, Filosofia, Politica. Un romanzo che fà vivere la scienza, superandone il principio teorico della forza gravitazionale einsteiniana, in eterno dualismo, con la teoria del principio causa-effetto. Secondo la teoria falsificazionista di Popper, una teoria è valida, fino a quando non ne venga elaborata e, mediante sperimentazioni, brevettata un’altra completamente diversa.
    Sono molto fiera di sapere che noi siamo un agglomerato di elementari particelle subatomiche, cioè le cosiddette “stringhe” che, in qualità di vibrazioni, fanno della materia planetaria, un ammasso energetico di bioni e, non ultimo fermioni, da “Enrico Fermi”. Ti ringrazio, per avermelo detto. Ma la storia continua………mai fermarsi!!!!!!

    Milano, 20-01-2011

    Stellina Maria Rita Lombardo

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