La teoria del Tutto – parte quarta: le dimensioni nascoste

mx3CE95In ogni granello di sabbia ci sono miliardi di minuscoli atomi. Ogni atomo è costituito da elementi più piccoli, gli elettroni che orbitano attorno al nucleo, i protoni e i neutroni che costituiscono il nucleo, che a loro volta sono costituiti da elementi ancora più piccoli, i quark.
Secondo la teoria delle stringhe la catena non si interrompi qui in quanto le particelle che compongono qualsiasi cosa nell’universo sono sostituiti da elementi ancora più minuscoli ossia “anelli di energia vibrante” dette “stringhe“.

Le stringhe possono essere aperte come un laccio o chiuse con le estremità come un cappio.

Ogni stringa è infinitamente piccola.
Se ogni atomo venisse ingrandito alle dimensioni del sistema solare, un anello avrebbe le dimensioni di un albero.

Ed ecco l’idea rivoluzionaria alla base della teoria.

Le vibrazioni, o meglio le frequenze emesse dalle corde di un violincello creano diverse note musicali. Allo stesso modo le vibrazioni delle stringhe conferiscono alle particelle le loro proprietà distintive quali “massa” e “carica”

La modalità di vibrazione determinano quindi: massa, carica e spin. Ci saranno, quindi, molte particelle imparentate come carica e spin, ma con massa diversa. In particolare variando la frequenza delle oscillazioni, dalla frequenza fondamentale alle armoniche superiori, si può passare dalle particelle leggere a quelle pesanti. Poiché le stringhe si possono fare oscillare a frequenze molte elevate, significa anche che a energia molto elevate (non raggiungibili oggi) esistono particelle molto pesanti.

Per esempio la differenza tra le particelle che contraddistinguono me e il mio cane risiede nella diversa vibrazione delle stringhe.
Insomma io e te che mi leggi, siamo fatti di stringhe che vibrano in modo diverso. E’ questa differenza di vibrazione che ci fa diversi, come se fossimo fatti entrambi di note (stringhe) ma diversamente suonate.

Anche l’universo, composto da un numero esorbitante di stringhe, potrebbe essere paragonato ad una grandiosa sinfonia cosmica.

Qual’è allora la differenza tra la meccanica quantistica e la teoria delle stringhe?
Anche questa volta lascio la spiegazione al mio assistente a quattro zampe, con un capoccione ed una coda esperto in meccanica quantistica.

La inconciliabilità – comincia a dire il mio cane – tra la meccanica quantistica e la relatività generale era causata dal mondo caotico e casuale del mondo subatomico contrapposto al mondo lineare della relatività generale.
La teoria delle stringhe è come se calmasse il caos delle particelle atomiche nella meccanica quantistica trasformando il concetto di particelle puntiforme a entità formate da stringe.
Il caos c’è ugualmente, ma meno violento e calmo quel tanto che basta per conciliare le due teorie.

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E’ un trionfo della matematica – continuo io

Grazie ai minuscoli granelli di energia vibrante i teorici delle stringhe stanno pensando di realizzare concretamente il sogno di Einstein. L’unificazione di tutte le forze nella materia.

Tutti d’accordo?
Non è proprio così.
La teoria ha un tallone d’Achille. Nessun esperimento può dimostrare cosa succede a simili dimensioni. Non si può fare nessun esperimento e nessuna osservazione che possa confutare tale teoria.
E’ la solita critica rivolta a questa teoria. E la domanda è sempre la stessa: la teoria delle stringhe è solo una bella e fantasiosa teoria?

Questo è il motivo per cui viene considerata una branca della fisica.

Secondo il punto di vista del mio cane, è una critica sbagliata, la matematica stessa non è sperimentabile né osservabile con telescopi.
Non so se il mio cane ha ragione.
Ciò che rende questa teoria ancora più difficile da sperimentare e da far digerire alla fisica classica è il fatto che equazioni così complesse implicano qualcosa di fantascientifico: ben nove dimensioni spaziali. Apriti cielo!

Per secoli ed ancora oggi si crede che ci siano solo tre dimensioni spaziali ed una temporale.
Chi credeva in altre dimensioni era considerato più fantascientifico che fisico. I teorici delle stringhe  per essere credibili hanno dovuto dimostrare che l’idea di nuove dimensioni è molto più concreta di quanto pensiamo.

Eppure l’idea di altre dimensioni è vecchia di quasi un secolo.
Nel 1919 un fisico tedesco, Theodor Kaluza, aveva sottoposto ad Einstein la sua teoria che la pubblicò solo due anni dopo.
Kaluza ipotizzò che forse nel nostro universo c’era un’altra dimensione che non eravamo in grado di vedere.

mx3444FLo stesso Einstein nella sua teoria della relatività generale aveva dimostrato che la gravità era il risultato di deformazioni e onde nelle quattro dimensioni spazio-tempo.
Kaluza ipotizzò che anche l’elettromagnetismo poteva essere costituito da onde. Quindi si poteva ritenere che anche l’elettromagnetismo aveva la sua dimensione.

Facile a dirsi, ma difficile da dimostrare.
Un fisico svedese Oskar Klein giunse ad una insolita tesi: le altre dimensioni esistono ma non si vedono.

Un esempio?
Se guardate fuori la finestra un palo della luce esso si presenterà con solo due dimensioni, la lunghezza e l’altezza. La terza dimensione, lo spessore è nascosta alla vostra vista, eppure c’è.
Se poi immaginiamo che alcune formiche camminino su di essa, le formiche la percorreranno avanti e indietro, in alto, in basso, di lato, percorrendo in senso circolare attorno al palo.

E se l’universo fosse come la superficie del palo?
Kaluza e Klein azzardarono l’ipotesi che la struttura dell’universo fosse come la superfice del palo dotato di dimensioni molto estese, le tre che conosciamo, ma anche di invisibili dimensioni ridotte e circolari miliardi di volte più piccole di un atomo.

Questo starebbe a significare che forse viviamo in un universo a più dimensioni a noi invisibili.

Come è possibile?

Ecco l’idea. Rimpiccolendoci miliardi di volte troveremmo una nuova dimensione minuscola e circolare in ogni punto dello spazio. Così come una formica può esplorare la dimensione circolare del palo, una formica miliardi di volte più piccola potrebbe esplorare anche questa minuscola dimensione circolare.

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L’idea della esistenza di ulteriori dimensioni è uno dei concetti chiave della teoria delle stringhe.

La matematica della teoria delle stringhe richiede bene 6 dimensioni extra, irregolari e circolari che potrebbero presentarsi come nella sottostante figura.

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Interessante vero?

Quindi se prendiamo alla lettera la teoria delle stringhe in natura esistono davvero altre dimensioni.

A questo punto sorge spontanea la domanda: se tale modello prevede dieci dimensioni e nel mondo reale conosciamo solo 4 dimensioni, le altre 6 dimensioni extra dove sono?
Sono arrotolate su se stesse e di dimensioni non visibili.

Ma che senso hanno queste dimensioni?
Niente di diverso al pari delle dimensioni spaziali che percepiamo. Sono vere dimensioni spaziali.
L’unica differenza tra le due tipologie sta nella forma e nelle dimensioni.

Ma come possono queste minuscole dimensioni extra dalle forme così particolari influenzare il nostro mondo?
La teoria delle stringhe ci da la risposta.

mx36FB2Rimpiccolendoci tanto da poter volare in una di queste forme a 6 dimensioni vedremmo come queste dimensioni extra si intersecano una con l’altra influenzando il modo in cui le stringhe si muovono e vibrano.

Le stringhe potrebbero essere la chiave per risolvere uno dei misteri più profondi della natura.

Se vi ricordate, l’universo è calibrato su una quantità di costanti fisiche che regolano l’universo così come lo vediamo oggi attraverso la forza di gravità, la forza elettromagnetica, la forza nucleare forte e la forza nucleare debole.
Se volessimo programmare un universo e lo programmiamo su questi valori delle costanti fisiche produrremmo l’universo a noi noto. In pratica eserciterebbero esattamente le 4 forze della natura per formare la materia e l’universo in cui viviamo.
Se poi modifichiamo solo uno di questi valori ed esempio la forza elettromagnetica gli atomi si respingerebbero con più forza e la fornace nucleare che fa brillare le stelle si esaurirebbe. Le stelle, compreso il nostro sole si spegnerebbe r l’universo così come lo conosciamo scomparirebbe.

A questo punto immagino che vi state domandando da CHI sono impostate queste costanti a valori così precisi?

La risposta potrebbe risiedere nelle dimensioni extra della teoria delle stringhe. Ovvero le 6 dimensioni ipotizzate dalla teoria farebbero in modo che certe stringhe vibrino in modo da produrre ciò che vediamo come un fotone, e che altre vibrino in modo per produrre un elettrone ecc.

Quindi in base alla teoria le minuscole forme extra dimensionali potrebbero determinare tutte le costanti della natura in armonia con la sinfonia cosmica.

Capitolo chiuso?
Quando tutto sembrava andare nel verso giusto nella conferma della teoria, la evoluzione della teoria stessa complicò le cose.

Ma questo lo vediamo nel seguito e vi assicuro che ci sarà da stupirsi. Parleremo delle “M” stringe delle “brane” (multi-universi).


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Ingegnere. Io sono responsabile di quello che dico, non di quello che capisci tu. (Massimo Troisi)
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19 risposte a La teoria del Tutto – parte quarta: le dimensioni nascoste

  1. Rebecca Antolini ha detto:

    Per non fare la figura della ignorante non dico nulla… questo era un argomento che non era per la mia portata… oggi ho fstto una treccia levitata spero che ti gusta.. e 100 x 100 vegan😉 serena giornata Pif

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  2. bruce ha detto:

    Ah ah ah , troppo forte Rebecca.
    In verità, in verità ti dico … che non è l’argomento ad essere ostico, è questione di approccio.
    Infatti credo che l’approccio vada di pari passo alla attenzione (stato d’animo) che ognuno di noi rivolgere a ciò che si legge.
    Questi argomento non sono difficili da capire, ma è l’approccio con il quale si affronta.
    Esempio: ho letto da te la ricetta sulla treccia che ad uno come me non può interessare, quindi il mio approccio è molto blando, diversamente da una notizia di rilevanza scientifica.
    Buona giornata cara e ….. contieniti nel mangiare.

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    • Rebecca Antolini ha detto:

      caro Silvano … sulla treccia non sembra trovare spiegazione scientifiche .. ma forse una opinione dopo averlo mangiato😀 … non sto bene ora mi stendo un pò domani per forza faccio la radiografia … posso dire una parola? Palle ecco …

      io mangio verdura …😉

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      • bruce ha detto:

        Cara Rebecca, lo so che è una rottura di scatole, vedo mio figlio che deve fare 4 insuline al giorno. Però lui mangia di tutto, sta solo attento alle calorie.
        La treccia? Non c’è dubbio che sarà buona, il fatto è che io sono negato per la cucina ( o meglio non ho pazienza di stare davanti ai fornelli, mi stressa😆 ) anche se mi devo improvvisare come “casalingo” e ci riesco con discreto successo ( come in tutte le cose😆 )
        Ciao cara e che le cose ti vadano meglio.

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        • Rebecca Antolini ha detto:

          La diabete del tuo figlio e diversa dalla mia.. e dico con franchezza non vorrei cambiare con lui.. ho una amica anche lei ha questo tipo 1 di diabete e si fa spesso notti interi al prontosocorso.. credo con la diabete tipo 2 sono meno problemi.. per ora non prendo nessun farmaco.. ma se non riesco controlare la ipoglicemia (vado sempre molto basso anche sotto 40) ovviamente poi mangio frutta per i zuccheri.. robba da impazziere…adesso mi auguro che non mi sono rotta nulla di più so domani.. le cose devano andare meglio caro.. altrimenti la vita mi dellude😀

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          • bruce ha detto:

            Cara Rebecca, difficilmente mio figlio va in ipoglicemia (soltanto quando esagera o dimentica di farsi le infiltrazioni), perchè segue correttamente la terapia (insulina, alimentazione, movimento).
            Se te vai spesso in ipoglicemia c’è qualcosa di sbagliato nella tua terapia. Se non prendi medicine e la tua cura è solo basata sulla alimentazione, allora posso pensare che questa è sbagliata.
            Una alimentazione vegana è povera di calorie. Questo potrebbe far pensare che è sufficiente a compensare la insufficienza di insulina. Sbagliato.
            Generalemnte le persone affette da diabete di tipo 2 sono sovrappeso. Cosa significa?
            Significa che le grande quantità di cellule hanno bisogno di zucchero per vivere.
            Tanto maggiore è il numero di cellule da alimentare tanto maggiore sarà il fabbisogno di calorie, che se non vengono trovate, ecco che vengono assorbite quelle poche disponibili nel fegato e vai in ipoglicemia.
            Questo un medico nutrizionista lo dovrebbe sapere. Quindi fai una dieta ben bilancia. E se è necessario prendi le medicine assieme ad una alimentazione più calorica. Funziona meglio dell’astenzione dal cibo se poi questa è errata.
            Ciao

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          • Rebecca Antolini ha detto:

            Grazie per il tempo che ti prendi per la spiegazione, anche mio medico mi ha detto che mi da altri 3 mesi se poi i valori non stanno per migliorare allora sono costretta a prendere un farmaco.. Mangio uguale come Gianni cammino ogni mattina per quasi 2 ore con Tatanka … evito tutto quello che ingrassa😀 e il mio metabolismo e stra lento Gianni e stra figone😀 … il mio problema ora e a capire perchè deposito l’iquido nel corpo.. ho un medico privato (pensavo cosi tutto va più veloce per le esami ecc) ma non è cosi .. e tutto questo mi stressa leggermente… ho scoperto la diabete nel 2008 a causa di un infarto e subito mi sono detta che io faccio di tutto per controlare la diabete al inizio andava tutto bene .. poi sono diventata vegana e la vita mi sorrideva.. e poi la ricadutta della diabete e sto probelma delle gambe gonfie.. e poi c’è un’altro probema che mi stressa parecchio …sai che ho la protesi dei denti.. anno scorso avevo una piccola cista benina nella mibola sotto sinistra… mi ha toglto mio dentista, da un mese e tornato una robba simile e devo fare una biobsia prossimo lunedì .. una studia dice che se il tumore era prima benino poi diventa malino… io penso positivo ma qualcosa dentro di me mi fa sognare un campanello d’alarme .. conosco la storia patologica della mia madre e della mia nonna materna..e vorrei non essere la loro parnte.. adesso mi auguro che non mi sono preso nessuna frattura, ho tanta difficoltà di respirare fra pocco viene Gianni e poi andiamo al prontosocorso… ecco fino che avevo 49 anni stavo bene sano come un pesce ora inizia l’altro lato della vita PAZIENZA..te lo racconto domani ciao caro

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          • bruce ha detto:

            Non è perso il tempo dedicato agli amici.
            Sono rattristato nel leggere cose che non mi aspettavo di leggere.
            Credo che il diabete e la probabile frattura sono l’ultimo dei tuoi pensieri.
            Ma pensare positivo è il modo migliore per affrontare gli avvenimenti.
            Un carissimo saluto.

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          • Rebecca Antolini ha detto:

            😉 … a più tardi

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  3. gabriarte ha detto:

    una bellissima orchestra è la vita queste stringhe sono le note chissà perchè io non posso non immaginare che qualcosa le diriga in modo così perfetto ciao Bruge una carezza al tuo preziosissimo assistente

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  4. bruce ha detto:

    Questa teoria, anche se è solo una teoria matematica (per ora), mi ha affascinato da sempre, per questo concetto di armonia musicale.
    Bleff in questo momento dorme e sbuffa pure, chissà cosa sogna.

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  5. MARGHIAN ha detto:

    Forte, e complimenti a Blef🙂
    Bellissimo il paragone con le corde di uno strumento musicale. “Come le corde di un violoncello”. Vibrazioni che generano una sinfonia complessa. Le dimensini nascoste possono essere paragonate alle corde ed ai timpani degli strumenti di una orchestra…corde che dalla platea non si vedo ma che..generano la musica che si ascolta.

    Ed ancora, le dimensioni nascoste, pur se “nascoste” determinano l’esistenza di quelle “visibili” e dove anche noi siamo immersi, le tre dimensioni spaziali-che hanno bisogno anche di una dimensione temporale perche’ le cose, per esistere, devono anche avere una loro “durata”-. Le dimensioni nascoste, le stesse stringhe sono come un proiettore di una sala cinematografica: ben nascosto ma che ci fa vedere un film. I fotogrammi della pellicola sono arrotolati in una bobina , e questi fotogrammi consistono in “chiazze” di contrato “chiaro-scuro” e di diverse tonalita’ di colore che lo spettatore non vede direttamente. Ma puo’ vedere il film, che non puo’ esistere senza la pellicola. Nell’universo, siamo noi stessi dei particolari del film. Grossomodo le cose stanno cosi’. Ciao.

    Marghian

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    • bruce ha detto:

      Esatto, grossomodo le cose stanno così.
      C’erano molte spiegazioni prettamente fisico-teoriche, formule complesse, che in primo momento avevo messo giù per dare sostegno a questa teoria tuttora tanto bistrattata nel campo scientifico. Poi ho scelto la strada della semplice esposizione, altrimenti sarebbero scappate via non solo le casalinghe. 😆

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      • MARGHIAN ha detto:

        Ciao. Hai fatto bene infatt ad esporre tutto in maniera piu’ semplice. Se no rischiate di rimanere solo tu..e blef 😆
        Non c’e 2 senza 3..io ci sarei comunque🙂
        “Parleremo delle “M” stringe delle “brane” (multi-universi)”. Okay.
        Ciao.

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        • bruce ha detto:

          Ciao marghian, lo so che ci saresti comunque.
          Però qualche formula la metterò lo stesso, per Bleff e qualche casalinga che non si interessa solo di ricette😆
          Ciao e buon fine settimana.

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  6. Rebecca Antolini ha detto:

    Ciao Silvano eccomi buona notizia nessuna frattura ho una contusione polmonare.. insomma fra 10 giorni il dolore scopare.. mi hanno fatto una puntura contro i dolori per il farro che ho la raffreddore e tosse.. sono sfigata😀 PAZIENZA .. ora sentiamo la prossima notizia lunedì oggi sono ottimista… potrei abbracciarti per la pazienza di ieri…;-)

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    • bruce ha detto:

      “…. potrei abbracciarti per la pazienza di ieri …”

      Cara Rebecca te mi conosci poco.
      Io non voglio essere amico “per forza” di qualcuno. Sono gli altri che se la devono meritare. E te, te lo meriti. Non è la condivisione delle idee che fa diventare amici. Altrimenti dovremmo rifiutare l’amicizia di tutti coloro che sono diversi da noi per religione, per opinione.

      Ok, detto questo, dubitavo per la frattura e sono contento per la conferma. Ho avuto, a suo tempo, due costole rotte per una grutta caduta sul manubrio delle mia bicicletta e so cosa significa: non si respira e non si dorme.
      Speriamo anche per le successive.

      Il raffreddore? ti consiglio di non dormire scoperta la notte😆

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      • Rebecca Antolini ha detto:

        Bondi… la raffreddore ha portato Gianni a casa (ormai mi dovresti conoscere evito i farmaco anche) e cosi però che mi passa veloce la raffreddore.. Gianni e già guarito lui lo avveva 5 prima di me.. pazienza sta note ho dormito meglio anche se a volte ho dolori brutti sul petto sinistra uffa … credo questo periodo e un prova una prova personale se sono capace a gestirla… quello che non ti uccide ti dovrei rendere più forte😀

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      • Rebecca Antolini ha detto:

        dimenticavo…per fortuan non siamo tutti uguali sarebbe una noia terribile su questa terra:mrgreen: sei simpatico

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