Stranger Physics
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Quando alle 8 del mattino di una calda giornata di luglio, la vocina nerd che si trova nella tua testa di punto in bianco sussurra:

 -Ehi perché non scrivi un articolo sulla fisica di Stranger Things?-

Dopo un iniziale disorientamento per la mancanza di caffeina in circolo, ma soprattutto perché stiamo parlando di una serie TV popolata da mostri e gente con poteri telecinetici, la tua reazione è pressappoco: 

Tuttavia, quando, dopo una breve ricerca su internet, ti rincuori scoprendo che persone con molte più lauree e dottorati di te si è interessata all’argomento, la reazione diventa: 

Veniamo al dunque:

– Questo articolo conterrà scienza? – Forse un po’.
– Conterrà fantascienza? – Forse troppa.

Partiamo dal Sottosopra. Come spiegare da un punto di vista scientifico questa dimensione alternativa popolata da esseri demoniaci desiderosi di cibarsi degli ignari cittadini di Hawkins? 

L’acrobata e la pulce 

Innanzitutto bisogna precisare che quando si parla di universi paralleli e dimensioni alternative si intendono fondamentalmente due cose differenti. Noi viviamo in un universo. Questo è nato con il Big Bang e contiene tutta la materia e l’energia sulle quali possiamo fare misurazioni. Ma non è finita qui: L’universo inoltre contiene un certo numero di dimensioni: tre spaziali – sopra-sotto, destra-sinistra, avanti-indietro – a cui dobbiamo aggiungere una dimensione temporale. Quindi complessivamente viviamo in uno spazio – detto spazio-tempo – quadridimensionale. 

Nel tentativo di dare una spiegazione al Sottosopra viene in nostro aiuto il signor Clarke, professore di scienze della scuola che frequentano i ragazzi della serie tv. Il professore, interrogato dai ragazzi in merito a dimensioni alternative, paragona la nostra dimensione ad una corda tesa su cui noi, acrobati, possiamo muoverci solo avanti e indietro, mentre una pulce è in grado di passare dalla parte superiore a quella inferiore – il “sottosopra” della corda – con estrema facilità. Aggiunge, poi, che un uomo per poter aver accesso a questa nuova dimensione dovrebbe sviluppare una grande quantità di energia. La pulce riesce a passare sotto alla fune semplicemente perché, essendo estremamente piccola, vede la corda, non come un filo monodimensionale come la vediamo noi umani, ma come una sorta di cilindro, dotato quindi di superficie. Seguendo questa analogia, possiamo dire che la pulce, grazie al suo essere piccola, è in grado di vedere delle dimensioni extra. Ma queste dimensioni esistono? 

Teoria delle stringhe e Demogorgoni 

A questo punto arriva la fisica. Attualmente il più promettente candidato a ricoprire il ruolo di una teoria quantistica della gravità è la cosiddetta teoria delle stringhe. Questa teoria, nelle sue diverse declinazioni, implica in modo naturale la presenza di un numero maggiore di dimensioni. In particolare, la stringa bosonica vive solamente in uno spazio-tempo a 26 dimensioni, mentre la più moderna – e verosimile – teoria delle superstringhe prevede l’esistenza di 10 dimensioni.

Ma allora perché non le vediamo? Dove sono finite queste dimensioni extra? La risposta sta nella metafora della pulce: siamo troppo grandi. O meglio, le dimensioni extra sono troppo piccole. L’ipotesi è, infatti, che le restanti sei dimensioni siano in qualche modo attorcigliate e compattificate, il che le renderebbe troppo piccole per essere osservate da noi esseri umani. Prendiamo, ad esempio, le tre dimensioni a cui tutti noi siamo abituati. Queste sono fondamentali nella percezione che abbiamo del mondo e, dal momento che queste si estendono all’infinito, noi esseri umani osserviamo un universo con tre dimensioni spaziali. Se, però, ipotizzassimo che una di queste dimensioni, non si estendesse come una linea retta infinita, ma formasse, per esempio, un cerchio, per di più minuscolo, ecco che la dimensione in questione sarebbe osservabile solamente se noi fossimo piccolissimi. Per semplicità, immaginiamo di osservare da un aereo un campo da calcio: ci sembrerà una piccola macchia verde e solo avvicinandoci potremo distinguere sempre più dettagli, fino a riconoscere i singoli steli d’erba che lo compongono. La dimensione di queste dimensioni – scusate il pessimo gioco di parole – sarebbe all’incirca quella di una stringa. Le stringhe si pensa siano lunghe 10-35 m, ovvero circa centomila milioni di miliardi di volte più piccole di un protone. Decisamente difficili da vedere. 

Il CERN come Undici

Dobbiamo quindi diventare delle pulci per vedere queste dimensioni. Sondare distanze piccolissime in fisica si traduce in esperimenti ad energia sempre più elevata. Immaginiamo, per esempio, di voler studiare la composizione di una mela senza tagliarla in due. Dovremmo spedire una sonda dotata di sensori all’interno della mela stessa, sparandola con un’energia sufficiente ad attraversarne la buccia. Nella fisica delle particelle il concetto è lo stesso, sostituendo mela e sonda con due fasci di protoni in moto al 99.999999% della velocità della luce.

 E, che ci crediate o meno, proprio adesso al CERN di Ginevra sono in atto esperimenti per cercare queste dimensioni extra. Ma non preoccupatevi: nessun Demogorgone, o il Mindflayer, verrà a disturbare la vostra tranquilla cittadina. 
Forse. 

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Davide Laudicina Laureato in Fisica all’Università di Milano-Bicocca, attualmente frequento il corso di laurea magistrale in Fisica Teorica. Orgogliosamente Nerd, nel tempo libero ho sviluppato una dipendenza da serie TV, fumetti e libri e una malsana attitudine nel perdermi durante escursioni in montagna. 
Fonti e approfondimenti: 

  1. Un’interessante chiacchierata con Brian Greene su Stranger Things, teoria delle stringhe e multiversi;
  2. Una review sugli ultimi 25 anni di teoria delle stringhe;
  3. La personale interpretazione di Bill Nye;
  4. Buchi neri microscopici a Ginevra nella ricerca di dimensioni extra.

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