La teoria delle stringhe fornisce una elegante ed incredibile spiegazione del perché esistono 4 forze fondamentali e riesce a dare una consistente descrizione della Gravità Quantistica. In qualsiasi altro modo si provi a mettere insieme la Relatività Generale di Einstein e la Meccanica Quantistica si arriva a delle inconsistenze. In stringhe questi problemi non ci sono.
Come si riesce ad unire le due teorie senza inconsistenze? Assumendo che le unità fondamentali non siano particelle ma stringhe, oggetti unidimensionali che possono essere di due tipi: stringhe aperte (tipo uno spago, lacci di scarpe) o stringhe chiuse (tipo elastici)! Oltre alle stringhe esistono anche le Brane, che sono una sorta di “lenzuoli giganti” multi-dimensionali sulle quali le stringhe aperte si possono attaccare.
Il prezzo da pagare per questi privilegi è accettare il fatto che il nostro spazio-tempo non è solo quadridimensionale come Einstein ci insegna, ma ben dieci-dimensionale! Questo risultato è fondamentale e si può vedere in tanti modi diversi nella Teoria delle Stringhe: se così non fosse, molte questioni tecniche fondamentali vengono meno, il fotone diventa massivo, la teoria diventa inconsistente, etc… Si è quindi costretti ad accettare questa condizione. Avere dimensioni in più non è per forza un male, anzi! Con dimensioni extra si possono risolvere innumerevoli problemi.
La teoria delle stringhe è enorme, vasta e complicata e quindi si avrebbe bisogno di una serie di articoli per apprezzarla appieno (che comunque verranno scritti, quindi stay tuned).
Nella teoria delle stringhe stessa esistono (a livello perturbativo, “approssimativo”) cinque diverse teorie che sono tra di loro equivalenti e si può usare una di esse indifferentemente, senza problemi. In una di esse, chiamata Superstringa di Tipo IIB, esistono solo Brane di tipo dispari: 1-Brana, 3-Brana etc..
Per immaginare una 1-Brana pensate ad un oggetto unidimensionale lunghissimo. Fatelo muovere facendo tante foto. Incollate le foto e quello che ottenete è una immagine di un “lenzuolo” bidimensionale.
Per immaginare una 2-Brana (non presente nella tipo IIB, ma ad esempio nella Superstringa di Tipo IIA) pensate ad un lenzuolo enorme. Ora fatelo muovere e, come sopra, scattate delle foto a tale oggetto ogni istante di tempo. Mettete insieme le foto ed ottenete un volume di spazio (che è tridimensionale).
Per immaginare una 3-Brana, pensate ad un volume di spazio 3 dimensionale. Adesso fate come sopra ed ottenute uno spazio 4D.
“Strana” coincidenza: si noti che il nostro spazio è tridimensionale e il nostro spazio-tempo è quadridimensionale, quindi sembra esserci la possibilità che il nostro universo sua una 3-Brana che, “muovendosi”, descrive lo spazio-tempo quadridimensionale di Einstein che noi conosciamo bene. Effettivamente, le Equazioni di Einstein emergono naturalmente dalla Teoria delle Stringhe.
In conclusione, il nostro universo può essere una 3-Brana che descrive uno spazio quadridimensionale immerso in uno spazio 10-dimensionale. Sembra fantascienza ma moltissimi conti con tanta matematica e soprattutto tanta fisica ci portano a tali risultati.
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