New York abbonda di istituzioni
scolastiche, come di ogni altra cosa. A sud
sta NYU, l'Università Comunale, le cui
bandiere viola sventolano a Washington
Square, cuore dell'artistico Greenwich
Village. Al centro, fra i grattacieli di
Manhattan, si situano i college della
SUNY, l'Università Statale. E a nord,
lungo il fiume e ai bordi del famigerato
quartiere nero di Harlem, si trova
Columbia, la più popolare fra le università
private della città.
Qui ci siamo recati per incontrare
Brian Greene, un fisico-matematico giovane e
bello, che ha raggiunto il successo con un
ottimo libro di vera divulgazione:
L'universo elegante (appena tradotto da
Einaudi, pagg 396, lire 38.000), che ha
venduto negli Stati Uniti mezzo milione di
copie, ed è già stato tradotto in una ventina
di lingue.
Il libro espone, in maniera semplice ma non
semplicistica, quella teoria delle stringhe
(dall'inglese string, "corda") che costituisce
l' ultimo grido della fisica moderna e si
presenta come la sua teoria finale: un
argomento ancora esoterico per gli stessi
addetti ai lavori, che sembra però aver
infiammato la curiosità del pubblico. Ne
parliamo con l'autore.
| Empedocle, uno dei presocratici, sosteneva
che in principio c'erano quattro radici della
materia, che vivevano felicemente unite nel
Regno dell'Amore. Poi arrivò l' Odio a
separarle, ma alla fine l'Amore ritornerà a
riunirle. Un altro dei presocratici, Pitagora,
parlava di armonia dell'universo e di
musica delle sfere. Queste idee le suonano
familiari? |
"Certamente. Ciò che noi cerchiamo di fare
è proprio di arrivare a una teoria unificata
delle quattro forze di cui siamo a
conoscenza, che ci mostri un principio
fondamentale da cui esse scaturiscono.
Non so se si tratti dell'Amore, ma questo è
ciò che cerchiamo. E crediamo di essere
ormai vicini a una risposta. La teoria delle
stringhe utilizza proprio la seconda delle
idee a cui lei accennava, e sostiene che
tutto nel mondo deriva da vibrazioni di
stringhe: è la musica delle sfere, ma
iniettata a livello microscopico nella
struttura del mondo".
| Si tratta di un'orchestra d'archi, come il
nome "stringhe" lascerebbe intendere, o ci
sono anche altri strumenti? |
"Agli inizi la teoria delle stringhe sosteneva
che, oltre agli elettroni e ai quark che
compongono neutroni e protoni, c'è un
altro livello di struttura, un piccolo
filamento di energia vibrante, i cui modi di
vibrazione corrispondono a particelle
diverse. Negli ultimi anni si è però
cominciato a pensare che le stringhe non
siano gli unici ingredienti, e sono stati
introdotti elementi che assomigliano a una
membrana, come la superficie di un
tamburo. Quindi oggi non si può più
parlare solo di un'orchestra d'archi, ma
bisogna includere anche strumenti a
percussione".
| La teoria delle stringhe pretende di essere
l'unica teoria finale della fisica. Perché
allora ne esistono varie versioni? |
"Negli anni ' 80 si sono sviluppate cinque
diverse teorie delle stringhe, ed è stato
veramente imbarazzante. Ma nel 1995
Edward Witten ha dimostrato che tutte e
cinque le teorie sono solo modi diversi di
vedere una stessa teoria fondamentale, che
è appunto la teoria delle membrane".
| Witten è considerato il guru della teoria
delle stringhe. Come mai ha ottenuto la
Medaglia Fields, che è l'analogo del
Premio Nobel per la matematica, ma non il
Premio Nobel per la fisica? |
"Molto del lavoro che stiamo facendo è
altamente teorico, e non siamo ancora
riusciti ad entrare nella fase
dell'osservazione e della sperimentazione:
per questo Witten non ha ancora vinto il
Premio Nobel. Ma non ha solo usato la
matematica nella fisica: ha fatto anche il
contrario, utilizzando idee della teoria
delle stringhe per arrivare a intuizioni
matematiche straordinarie, e questa è la
ragione per cui ha vinto la Medaglia
Fields".
| Una delle innovazioni più radicali della
teoria delle stringhe è che lo spazio-tempo
non ha quattro dimensioni (tre spaziali e
una temporale), come sembra a prima vista,
ma dieci. Dove stanno le altre sei? |
"Ci sono due possibilità: che le dimensioni
aggiuntive siano molto piccole e
raggomitolate su se stesse, o che siano
invece molto grandi e distese. In un modo
o nell'altro, per ora non riusciamo a
vederle con i nostri strumenti".
| Questa dualità tra piccolo e grande sembra
riproporsi anche in altri contesti. Ad
esempio, dobbiamo credere che l'universo
sia grande e in espansione, o piccolo e in
contrazione? |
"Secondo la teoria delle stringhe, i due tipi
di universi sono assolutamente equivalenti
fra loro. Lo spartiacque è quella che viene
chiamata la lunghezza di Planck, che è
circa un miliardesimo di un miliardesimo
di un miliardesimo di un miliardesimo di
metro: lunghezze molto più piccole e
molto più grandi di quella di Planck sono
equivalenti".
| E qual è la differenza tra un buco nero e
una particella? |
"Esiste un forte collegamento fra i due
concetti. I buchi neri possono diventare
sempre più piccoli, fino a trasmutare in una
particella. Si tratta di una transizione di
fase, come quella che l'acqua subisce
quando diventa ghiacco: due forme diverse
della stessa sostanza".
| I buchi neri sono definiti dal rapporto tra
volume e massa, e sembra che nell'universo
la proporzione fra dimensioni e materia sia
esattamente quella richiesta. È possibile
che siamo dentro un buco nero o a una
particella? |
"Di solito pensiamo ai buchi neri come a
qualcosa che sta al di fuori, nei quali si può
entrare ma non uscire. Effettivamente,
però, potremmo già trovarci all'interno di
un buco nero: naturalmente, senza essere in
grado di uscirne. Tutto quello che
conosciamo della fisica è compatibile con
questa idea piuttosto strana".
| Il fatto che siamo confinati nel nostro
universo fa venire in mente l'idea di un
multiverso o pluriverso introdotta da
William James. Ci sono altri universi oltre
al nostro, e quali leggi fisiche valgono in
essi? |
"Il nostro universo potrebbe essere una
bolla all'interno di un'enorme schiuma
cosmica. Forse il Big Bang è un evento
abbastanza comune, che può avvenire più
volte. Ed è assolutamente possibile che la
fisica di altri universi sia completamente
diversa dalla nostra: nel numero di
dimensioni, nei tipi di particelle, magari
persino nel bagaglio concettuale necessario
per descriverla".
| Possiamo dunque spingersi a domandare
che cos'è avvenuto prima della Creazione,
rischiando i fulmini di Sant'Agostino? |
"Alcuni dicono che il Big Bang, almeno
quello del nostro universo, ha creato anche
il tempo: in questo caso non ha senso
chiedersi che cosa sia avvenuto prima.
Altri, tra cui Gabriele Veneziano, pensano
invece che sia esistito un periodo di tempo
antecedente al Big Bang, magari infinito. In
questo scenario il Big Bang non sarebbe
l'inizio dell'universo, ma solo un evento
significativo della sua storia".
| Sarà veramente possibile arrivare a una
teoria finale? |
"Finora, ogni volta che credevamo di
essere arrivati a comprendere qualcosa c'è
stata una nuova scoperta che ci ha fatto
cambiare modo di pensare. Ma la storia
può essere fuorviante. Magari questa volta
siamo veramente arrivati alle leggi più
profonde. Solo il tempo potrà dirlo". | 
