Loop e Superstrighe

[telespalla]

Loop e superstringhe: il mondo, o meglio lo spazio, l´universo, il Tutto, può essere visto da queste due prospettive: sono le ipotesi che schiumano sull´onda delle ultime frontiere della fisica teorica, ma sono anche le Idee al centro del dibattito ospitato oggi a Modena all´interno del Festival della Filosofia, che per tutto il fine settimana interesserà la zona di Carpi, Sassuolo e Modena
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Ma tornando al nocciolo della materia, per capire di cosa è fatto il mondo, sia quello dei sensi che quello della speculazione scientifica, si deve fare riferimento a due grosse scoperte del secolo scorso: la teoria della relatività di Einstein, che si occupa dell´immensamente grande (galassie, universi, buchi neri...), e la meccanica quantistica, che si occupa dell´immensamente piccolo (atomi, particelle, quark..). Sono teorie poderose, supportate da una grossa mole di strumenti matematici e che, come tutte le grandi Idee, alla fine di travagliate e discusse vicende intellettuali portano a risultati sorprendentemente semplici: un succo prezioso e intenso, una specie di Essenza d´intelligenza, che può essere riassunta in frasi che solo apparentemente sono banali.

La Teoria della relatività, del 1905, sostiene che Energia e Materia sono di fatto la stessa cosa (mitica formula «E=mc2») e, nella sua estensione più generale elaborata da Einstein circa dieci anni dopo, che non possono esistere due entità diverse come lo Spazio e il Tempo, ma che esiste solo uno Spaziotempo in cui il tempo, proprio quello che misuriamo ogni giorno per far quadrare i conti della giornata, si modifica in funzione dello spazio: ogni oggetto dell´universo ha il suo tempo che scorre. Questo Spaziotempo può essere pensato come un «campo» gravitazionale, molto simile ai campi elettrici e magnetici che si insegnano a scuola e che fanno quelle belle righe di limatura di ferro attratte dalle calamite.
Per contro, la meccanica quantistica spiega come gli atomi non siano delle palle compatte, ma siano composti da un minestrone di particelle, ognuna caratterizzata dal suo livello energetico, come tanti atleti che corrono su piste separate. E che per passare da un livello ad un altro ci vuole un salto «discreto», cioè di una precisa «lunghezza», o meglio, un «quanto» di energia.
Queste teorie, confermate sperimentalmente, funzionano molto bene (sono innumerevoli le conseguenze anche nella vita di tutti i giorni) ma hanno un grosso difetto: non vanno d´accordo, i fondamenti su cui si basano sono in contraddizione. Da vent´anni a questa parte, lo sforzo di molti fisici teorici è proprio cercare di conciliare gli opposti (suona familiare?) e trovare una grande teoria che spieghi il Tutto, e questa è un´operazione squisitamente filosofica.
Ed è proprio qui che entrano in gioco superstringhe e loop, le due teorie più accreditate al momento, forse più esteticamente convincente la prima, più coerente con i presupposti della filosofia della scienza la seconda. Entrambe hanno una matrice italiana: la teoria delle superstringhe ha avuto origine nel 1968 dagli studi del fisico italiano del Cern di Ginevra Gabriele Veneziano, ma presto è stata «adottata» da moltissimi gruppi di ricerca soprattutto americani. A grandi linee, sostiene che se i quanti anzichè stare tutti compressi vengono diluiti su cordicelle, «superstringhe», la teoria generale della relatività, grosso modo, funziona ancora, e bene. Per immaginarla, si deve pensare ad un universo in cui le minuscole stringhe vibrano come corde di un strumento ad arco, sulle note della musica del Tutto. Di questo, a Modena, parlerà il professore di Fisica Teorica a Roma Tor Vergata Augusto Sagnotti.
Di loop parlerà invece Carlo Rovelli
La teoria dei loop è un po´ anche una sua creazione, elaborata assieme al fisico americano Lee Smolin e all´indiano Abhay Ashtekar (la storia di questa scoperta è ben raccontata dall´agevole libro «Che cos´è il tempo? Che cos´è lo spazio?» della serie «I dialoghi - Scienza» della Di Renzo Editore)
La teoria dei loop rovescia il discorso: teorizza che sia proprio lo spaziotempo ad essere quantizzato, fatto di minuscoli granellini, o meglio, anellini, i loop appunto. Nella teoria, invece di avere oggetti che si muovono nello spazio, è lo spaziotempo stesso ad essere materia, come i fili di una maglia «sono» la maglia. Un salto acrobatico concettuale, che però si basa solamente sulle due teorie (relatività generale e meccanica quantistica) già ben verificate, senza inventare creature nuove per giustificare i conti che non tornano.
Se sia giusta una o l´altra teoria, ancora non si sa. «Come sempre - dice Rovelli - nei momenti di maggiori cambiamenti concettuali, la fisica chiede aiuto e ispirazione alla filosofia. Per questo, dopo quasi mezzo secolo di separazione, il dialogo tra filosofia e fisica teorica si sta riallacciando».
Ed è bello pensare che in mezzo a tanti disastri e angosce, ci sia chi ha ancora voglia di guardare il cielo. E pensare.

[Matro]

Quindi ??

[Banus]

Noto che tutti gli articoli che parlano di Superstringhe e loop gravity sono sempre molto vaghi... con l'eccezione di poche riviste.
Forse perchè la matematica che descrive la teoria delle Superstinghe è una delle cose più complicate che la mente umana abbia mai concepito (almeno credo :P) e la Quantum Loop Gravity è ancora giovane come teoria e devono ancora arrivare i fisici che ne diano una spiegazione divulgativa comprensibile :P :P

[Cfranco]

Originariamente inviato da Banus
Noto che tutti gli articoli che parlano di Superstringhe e loop gravity sono sempre molto vaghi... con l'eccezione di poche riviste.
Forse perchè la matematica che descrive la teoria delle Superstinghe è una delle cose più complicate che la mente umana abbia mai concepito (almeno credo :P) e la Quantum Loop Gravity è ancora giovane come teoria e devono ancora arrivare i fisici che ne diano una spiegazione divulgativa comprensibile :P :P

La matematica di entrambe le teorie é spaventosamente complicata , ancora oggi nessuno ha scritto le equazioni della teoria delle stringhe , ma solo versioni approssimate , solo che anche queste versioni approssimate sono impossibili da risolvere e quindi si usano delle approssimazioni ...
Manca ancora la matematica di base per elaborare queste teorie , per cui ogni avanzamento é enormemente difficoltoso , manca un' idea guida che possa fare chiarezza sul dove bisogna andare , per cui non si sa cosa cercare , manca completamente una teoria del tempo , che dovrebbe essere un ingrediente fondamentale della teoria , praticamente si brancola nel buio , un ricercatore parlando della teoria delle stringhe ha detto che i fisici alle prese con la teoria sembrano trogloditi che usano un computer , si intuiscono profondissime e bellissime possibilità , ma non si capisce come tirarle fuori .
Comunque la teoria delle stringhe , la teoria della gravità a loop , la supergravità , sembrano teorie distinte , ma portano a risultati ed equazioni sorprendentemente simili ... l' impressione é che si stia cercando di raggiungere la stessa vetta su sentieri diversi , come disse il grande Feynman "ci sono molti modi per scuoiare un gatto" .

[Banus]

La LQG da quello che ho letto non usa strumenti matematici particolarmente esotici... sfrutta essenzialmente gli strumenti usati nella fisica quantistica.
Le superstringhe invece sono una teoria nuova anche dal punto di vista matematico. Alcuni anni fa su Le Scienze si parlava di un gruppo di ricerca che dovevano studiare varietà a 6 dimensioni nell'ambito delle teorie a 11 dimensioni...