Verso l’unificazione scientifica

Verso l’unificazione scientifica

Perfino le recenti scoperte scientifiche ci stanno portando, sia pur lentamente, verso un’idea completamente nuova. Tutte le branche della scienza, evolvendo nella sperimentazione, stanno convergendo verso l’unificazione. Benché molti ricercatori d’avanguardia riconoscano già la realtà che ci avvolge come un’espressione olografica di energia condensata e influenzata da forme-pensiero, questo è per ora solo teoria non dimostrabile o, per meglio dire, filosofia. L’elaborazione di un unica legge in grado di spiegare il comportamento dell’Universo, con le sue molteplici interazioni, dall’infinatemente piccolo all’incredibilmente grande, fu da sempre il sogno di Einstein e oggi rappresenta una delle grandi sfide di questo nuovo millennio.

Uno dei precursori del rivoluzionario processo di unificazione che ci vede impegnati in dilemmi così complessi fu Isaac Newton. Nel 1687 Newton descrisse per primo la legge della gravitazione universale e le regole che gestiscono il moto dei corpi celesti, promuovendo così l’allora bizzarra teoria eliocentrica. Tutto fantastico, se non fosse per il fatto imbarazzante che nessuno, Newton compreso, sapesse effettivamente come funzionasse la forza di gravità. Una volta quantificata si è sempre creduto che tale forza avesse un effetto istantaneo sui corpi e, visto che la legge risultava efficace a fini di calcolo, per circa 250 anni nessuno si preoccupò troppo di approfondire certe “sfumature”.

Successivamente Albert Einstein ridisegnò il concetto di gravità di Newton proprio nel tentativo di integrare alla formula esistente le sue scoperte sui comportamenti della luce. Ipotizzò l’esistenza di un tessuto spazio-temporale distorto dalla massa dei corpi celesti e infine descrisse le proprietà di questo spazio-tempo a 4 dimensioni con la teoria della relatività generale che lo rese celebre. Le curvature (increspature che viaggiano alla velocità della luce) prodotte dalle distorsioni nel tessuto determinano la gravità. Finalmente anche gli equilibri planetari trovarono una spiegazione più sofisticata. Einstein, motivato dalla ricerca della teoria universale e sicuro di giungere al traguardo della formula finale, tentò di unificare la gravità con l’altra grande forza conosciuta al tempo e scoperta dallo scozzese Maxwell: l’elettromagnetismo. Conciliare due mondi, quello “debole” della gravità e quello infinitamente “forte” dell’elettromagnetismo, procurò al noto genio non pochi problemi.

Ma intorno agli anni ’20, quasi parallelamente alle scoperte di Einstein, si fecero avanti alcuni scienziati con un approccio totalmente diverso. Questi pionieri della fisica, il cui esponente fu Niels Bohr, postularono quell’insieme di teorie probabilistiche che diede impulso ad una nuova scienza: la quantistica. In sostanza, il punto di vista quantistico osservò in modo totalmente innovativo le strabilianti evoluzioni del mondo sub-atomico, giungendo ad importanti verità e aprendo la strada a nuovi interrogativi. Newton unificò cielo e terra, Maxwell unificò elettricità e magnetismo, Einstein raccolse il resto della conoscenza e tentò di creare una formula Master ma non riuscì per ragioni oggettive e forse a causa della visione deterministica che adottava.

La fisica dei quanti scompone le forze conosciute in ulteriori energie dalla potenza variabile e svela i legami fondamentali tra energia e materia. Dopo aver deriso gli scopritori, la comunità scientifica dovette infine accettare queste “strane” teorie, ma a questo punto sorse un problema. La relatività generale e la fisica quantistica fornivano due percezioni dell’universo differenti: mentre la prima lo interpreta più grossolanamente, la seconda si “limita” ad aspetti più raffinati. Nacquero così due branche distinte., il macroscopico si studiò con la relatività e il microscopico con la quantistica. Nell’Universo esistono regni che rimarranno sconosciuti e che non capiremo mai a fondo fino a quando non si troverà una teoria del Tutto. Una sfida di questo tipo è rappresentata dai buchi neri ipotizzati dall’astronomo tedesco Schwarzschild nel 1916. Ipotesi che oggi ha trovato fondamento grazie alle attuali strumentazioni che hanno rilevato particolari zone del cosmo con elevatissima gravità e distorsione spazio-temporale. Il buco nero è infatti originato dalla contrazione di una gigantesca massa (come quella di una stella) in un unico punto. Quale teoria usare allora? La relatività che si adopera per le stelle per via della loro massa o la quantistica per via delle minuscole dimensioni? Dopotutto un buco nero è sia piccolo che pesante così come atomi e galassie fanno parte dello stesso universo.

Una risposta possibile prova a darla l’avveneristica teoria delle stringhe nata casualmente negli anni ’60 ad opera di Gabriele Veneziano e poi perfezionata da altri. Questa teoria afferma che l’Universo non è composto da particelle ma da anelli elastici di energia vibrante miliardi di volte più piccoli dell’atomo, detti stringhe, che conferiscono le proprietà distintive sia alle forze che alla materia. Insomma, un unico ingrediente per tutto, il componente essenziale che plasma ogni cosa. Le diverse forme che assume una stringa rappresentano le diverse particelle elementari e ad ogni forma corrisponde una specifica vibrazione. Questa affascinante teoria unifica la comprensione di tutti i tipi di particelle (energia e materia). Un’idea che semplifica le cose e che potrebbe pertanto avere conseguenze di vasta portata consentendo di trovare risposte fino ad ora impossibili. Ma quando si parla di infinitamente piccolo si parla anche di indimostrabilità e le contestazioni non sono mancate. Se una teoria non è testabile, secondo le regole dell’attuale paradigma, si ritorna al concetto di pura filosofia.

Tuttavia le varie anomalie presenti nelle equazioni che definiscono l’ipotesi delle stringhe sono state sistemate nel tempo, grazie alla tenacia dei fisici John Schwarz e Michael Green, fino ad arrivare nel 1984 ad una svolta che portò all’approvazione della controversa teoria e all’aumento esponenziale dei teorici delle stringhe in tutto il mondo. Il grande sogno di Einstein sembra essersi finalmente concretizzato, una teoria del Tutto che ci proietta in un Universo Elegante dove ogni elemento vibra come in un immenso concerto cosmico.