La teoria delle stringhe

Il compito sembrerebbe impossibile: descrivere la teoria delle stringhe senza la matematica, senza alcuna equazione. I nostri amici di Fisicast però non si sono tirati indietro, e hanno appena realizzato una sapida puntata esattamente dedicata a questa teoria così elusiva e affascinante. La settantasettesima puntata del podcast di Fisica (scritta da Fabio Riccioni e Gianluca Li Causi, con Chiara Piselli come altra voce, per la regia di Edoardo Massaro) ci permette dunque di mettere il naso in un regno davvero affascinante.

Sintonizziamoci con la “musica segreta” della natura, accordiamoci alla sinfonia sommessa del mondo subatomico. Un’avventura senza confronti, un’avventura per tutti.

Una trattazione “amichevole” della teoria delle stringhe costituiva d’altra parte una richiesta di molti ascoltatori, avanzata più volte negli anni: richiesta ora compiutamente esaudita. Come riporta la descrizione dell’episodio, la fisica moderna spiega il mondo sulla base di due grandi teorie, la meccanica quantistica e la relatività generale, che tuttavia sono in disaccordo sul modo di descrivere la forza di gravità. Si può riconciliarle? Una possibile risposta consiste nella Teoria delle Stringhe, che propone una nuova visione dei fondamenti della materia. Ma di che cosa si tratta? E perché ne abbiamo bisogno? Proviamo a far luce su una delle più sbalorditive concezioni della fisica moderna.

Poco più di trenta minuti per una esplorazione guidata di uno dei campi più affascinanti (e meno intuitivi) della fisica moderna. La cosa più vicina a quella teoria del tutto che è l’anelito di ogni fisico teorico degno di questo nome. E insieme, una cosa dalle mille risonanze (è proprio il caso di dirlo), una teoria che di nuovo ci porta la sensazione e il gusto di qualcosa di incredibilmente articolato, molto più fantascientifico della stessa fantascienza. Dimensioni spaziali “compattificate” che percepiamo come cariche elettriche, vibrazioni differenti che generano diverse particelle. E molto di più. Ce ne è per tutti i gusti: soprattutto ce ne è per smentire il nostro pensiero un poco pigro, per il quale non ci sia più nulla di cui stupirsi.

Vale la pena prendersi una mezz’ora per scivolare dentro questa meraviglia della fisica moderna. Io ci ho provato, prima di scrivere questo pezzo, e sono rimasto affascinato. Abbastanza digiuno di teoria delle stringhe (purtroppo), ho gustato questa immersione in un territorio quasi sconosciuto, ma soprattutto ho apprezzato la bellezza e anche la maestosità di una costruzione teorica che non rinuncia ad andare al fondo del reale, così come lo vediamo. Che non rinuncia – in questa epoca di pensiero debole, di convinzioni liquide – nell’impresa di cercare quello che è il vero fondamento del mondo fisico. Che in questa epoca di frammentazione dilagante, offre un quadro che recupera, unisce, connette, tutti i vari aspetti dell’esperienza. Giocando con tempo e spazio, sovvertendo i nostri preconcetti, ipotizzando dimensioni nascoste, arrotolate, elaborando una interpretazione “geometrica” del campo elettromagnetico legata proprio a queste ipotetiche ulteriori dimensioni.

D’accordo, non sarà proprio una vera teoria del tutto (come viene spiegato bene in conclusione della puntata) ma è una teoria realmente affascinante. Questo fascino si può avvertire anche senza perdersi dentro equazioni matematiche. In fondo questa è la sfida di fondo di tutto il progetto Fisicast, portare la meraviglia della fisica a tutti, spogliandola di quei dettagli matematici che sono certamente necessari per chi ci lavora, ma a volte ostacolano la visione del panorama a chi, pur non essendo esperto del campo, non voglia comunque privarsi di questa bellezza.

Secondo me, a questo giro era veramente tosta. Forse una cosa da pazzi, affrontare la teoria delle stringhe in una chiacchierata, ascoltabile mentre si guida, o mentre si stira o si prepara la cena. Ma caspita, mi pare ci siano riusciti.

Fisicast nel portale INFN

Si chiama ScienzaPerTutti ed è il sito di comunicazione scientifica dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. La bella novità che volentieri diffondo, è che il progetto Fisicast cui collaboro (un pochino), del quale cui ho già riportato tracce di attività nel passato, è sbarcato con successo sul portale.

Grazie infatti alla proficua collaborazione con i colleghi dell’INFN, da adesso Fisicast è anche una specifica rubrica del portale ScienzaPerTutti, che pubblicherà ogni lunedì una puntata scelta dall’archivio.

Silenzio, parla… la fisica!

Il post conterrà (ovviamente) il link per ascoltare l’audio del podcast, che sarà presentato da un brevissimo trailer video, e per la prima volta si potrà scaricare anche un pdf con la trascrizione della puntata.

Sicuramente una bella occasione per rivitalizzare l’archivio prezioso di Fisicast e anche un riconoscimento di valore, che certamente non guasta: giusto premio per chi lavora assiduamente (ben più del sottoscritto) al progetto. Ad un anno dalla ripartenza, un sontuoso traguardo per Fisicast, dunque.

Questa settimana si inizia con la puntata n.1, Il Tempo, di Riccardo Faccini. Tema importante per la prima uscita! Poi si prosegue con Le Maree (Fisicast #21) e La Meccanica Quantistica nel Mio Cellulare (Fisicast #12). Si andrà poi avanti con cadenza settimanale, offrendo una strada utile anche a chi non ne fosse venuto a contatto prima, per introdursi nel progetto e iniziare ad apprezzare questo modo preciso e leggero di raccontarsi la fisica.

Perché se è vero (come è vero), che l’universo è fatto di storie, la fisica si deve poter raccontare anche a parole, mettendo da parte le formule più astruse, a vantaggio di una comunicazione più diretta ed accessibile, davvero per tutti. Questi ragazzi lo fanno, con molta passione e viva professionalità.

Che altro aggiungere, se non l’invito a… venire ad ascoltarli?

Fisicast riparte!

Eh sì, abbiamo avuto già occasione di occuparci di Fisicast, il podcast nel quale si racconta la fisica. In particolare ci piace qui ricordare il nostro post con le tre domande che girammo a suo tempo (correva l’anno 2012) ai curatori dell’iniziativa. Ma vale senz’altro la pena riferirsi anche all’articolo apparso su Media INAF, pubblicato l’anno successivo, per comprendere meglio l’idea che è alla base del progetto.

Se non sapete di cosa stiamo parlando, probabilmente la descrizione più concisa ed efficace è quella che compare sul sito stesso del progetto, FISICAST è un podcast audio pensato per tutti coloro che vogliano capire meglio com’è fatto e come funziona il mondo che li circonda. Esso consiste in puntate mensili costituite da brani audio di 15–25 minuti in formato di intervista, dialogo o monologo, musicati per un piacevole ascolto: un modo innovativo di raccontare, spiegandoli alla gente, i concetti della fisica, i fenomeni della natura e le tecnologie di uso comune.

Il tempo passa, e la sua freccia, come ben sappiamo, punta in avanti. Tra una cosa e l’altra, nel trascorrere dei mesi, Fisicast ha messo su un archivio piuttosto rilevante: si contano ormai ben sessantuno puntate, tutte liberamente ascoltabili, con una ampia rosa di argomenti, che spazia da argomenti assai vicini all’esperienza comune, come caldo e freddo a temi decisamente più ardimentosi (almeno per un podcast), come teoria della relatività, meccanica quantistica e onde gravitazionali.

E ovviamente, se non l’avete ascoltata, vi raccomandiamo caldamente e (fate finta di crederci, perfavore) disinteressatamente, di ascoltare l’ottima puntata su Phos, dove si azzarda perfino… una intervista ad un fotone!

Storie di fotoni (e altre minuzie) a parte, quello che qui ci piace sottolineare è l’estrema fruibilità della proposta. Essendo difatti ogni puntata concepita come “a sé stante – e non come un corso da seguire magari in modo progressivo – si può saltare direttamente sopra qualsiasi puntata di interesse, con la ragionevole certezza di passare una mezz’ora in compagnia di un ascolto intrigante ed intelligente, con la confidenza rassicurante di imparare qualcosa, nonché di trovare territorio fertile per lo sviluppo di nuove idee e nuove domande (che poi, la scienza fa così, ogni risposta si porta appresso un’altra domanda). Insomma si può entrare nella fisica, anche la più attuale, in modo morbido, accompagnati da professionisti della ricerca e da allenati divulgatori. Scegliendo il punto di ingresso che più ci piace.

Se vi parliamo proprio oggi di Fisicast è per un motivo preciso. Il progetto infatti è ad una importante ripartenza, dopo diversi mesi di inattività. Dopo aver visti i pianeti di altre stelle, nell’agosto dello scorso anno, ci si era un po’ fermati, per una molteplicità di motivi, che poi fanno parte del gioco.

Eppure non pareva bello abbandonare una cosa così. Non pareva bello nemmeno ai curatori. E difatti, Fisicast riparte, esattamente da oggi. Possiamo testimoniarvi che si è appena riformata una squadra decisamente motivata, e questo ci fa davvero ben sperare per il futuro.

E se l’entusiasmo è nuovo, la sfida è la stessa di sempre.

Si tratta, come ben comprendete, di una sfida antichissima, destinata a durare quanto l’uomo: quella di rendere vere le cose, raccontando. Qui infatti non ci sono lavagne, non ci sono diagrammi da mostrare. Tutto avviene sul filo delle parole, sull’architrave del racconto. Come è sempre stato, dalla notte dei tempi, dagli incontri davanti al fuoco, potremmo dire, fino ad oggi.

La sfida è proprio questa, far passare contenuti semplificati ma mai banalizzati, lineari ma rigorosi, appoggiandosi alla linea delle parole, quella linea magica e misteriosa che unisce – per dire – Fermi ad Ungaretti, scienza a letteratura: che poi è la più propria della mente, la quale, ultimamente, lavora i propri concetti in questo modo, appoggiandosi sul linguaggio. Anche le formule più astruse, infatti, diventano alla fine linguaggio, nella mente dello studioso.

E’ una sfida particolarmente interessante, a nostro avviso. Superare le barriere, la paura della matematica, andare oltre tutto, al fine di dire le cose ugualmente, senza diluirle o banalizzarle. Ovvero, raggiungere una semplicità di secondo grado che peraltro si configura come una acquisizione sempre più necessaria per una nuova ed efficace comunicazione, nel mondo contemporaneo. Per usare le parole di Marco Guzzi, filosofo e poeta, Quello che però viene richiesta urgentemente è una distillazione, è distillare goccia a goccia una semplicità di secondo grado. Che vuole dire di secondo grado? Vuole dire una semplicità che porti dentro di sé, nel suo dirsi, nella sua parola, ma senza nemmeno doverle ricitare continuamente, tutte queste tradizioni, tutta questa forza. Qui la tradizione e la forza specificamente (ma non soltanto) del pensiero scientifico, per come si è costituto pian piano nel suo affidabile deposito di cultura e conoscenza.

Così, grazie all’arrivo di nuovi collaboratori tra INAF, INFN e La Sapienza, grazie al supporto dell’Associazione Frascati Scienza, Fisicast torna gagliardamente alla sua periodicità mensile. E appunto riparte proprio da oggi, sul web e sulle principali piattaforme podcast come Spotify, iTunes, Google Podcast, YouTube e sui social FaceBook, Twitter ed anche (freschissimo) sul canale Telegram.

La puntata fresca di forno si occupa del suono, ed è a cura di Giovanni Organtini dell’Università di Roma “La Sapienza”. Seguirà una puntata dedicata ai raggi cosmici, di Livia Soffi (INFN), e poi “Il fotone oscuro” di Danilo Domenici (INFN). Ma diverse altre puntate sono già in preparazione, in modo da assicurare il mantenimento della periodicità mensile del podcast.

L’invito è di collegarsi tramite una delle tante modalità disponibili, e lasciarsi catturare dall’avventura della fisica moderna. Cioè dall’avventura, sempre viva e nuova, di un racconto.

Da dove viene tutto quanto?

Possiamo dirlo subito, senza tema di smentita. Siamo fatti di cielo, di polvere di stelle, nella gran parte. Anche se non ce lo ricordiamo quasi mai. Fate caso, chi si sofferma mai la mattina (tra caffè, libri, ragazzi da portare a scuola, traffico, ricerca di parcheggio…) , anche solo un momento, a pensare al fatto che siamo totalmente impastati di cielo? 

E non appena in senso poetico, o metafisico (che già sarebbe tanto, beninteso). Ma in senso veramente strutturale. Siamo fatti cioè di materia che è stata elaborata e prodotta nello spazio. E viviamo grazie a ciò che è accaduto – ed accade – nello spazio.

Per rendersene conto in modo molto diretto e concreto, basta guardare questa particolare  tavola degli elementi.

Crediti & Licenza: Wikipedia: Cmglee; Data: Jennifer Johnson (OSU)

L’avrete riconosciuta: non è altro che la classica tavola periodica di Mendeleev con la piccola accortezza di aver aggiunto l’indicazione – per ogni singolo elemento – della sua sede probabile di produzione.

E si scoprono cose interessanti: cose che non sappiamo (o alle quali, appunto, non pensiamo quasi mai) ma che ci riguardano direttamente, cose che evidenziano e rinsaldano il nostro rapporto costitutivo con lo spazio. Lo spazio, infatti – così ci dice inequivocabilmente questa tabella – non è altro da noi, non è sopra la nostra testa. E’ molto più vicino, perché in qualche modo, ne siamo costituiti.

Prendiamo l’idrogeno, presente nel nostro corpo in ogni sua molecola d’acqua, ad esempio. Sapevate che tale elemento è tra le cose più antiche di cui possiamo fare esperienza? Viene infatti direttamente dal Big Bang: non si dà, a nostra conoscenza, alcuna altra modalità apprezzabile per la produzione di idrogeno nell’intero universo. Il carbonio, così come l’ossigeno, è invece prodotto dall’interno delle stelle. Gran parte del ferro nel nostro corpo è stato poi prodotto durante lo scoppio a supernova di stelle (di massa più grande del Sole) che “abitarono” questa parte di spazio, molto tempo fa. L’orolo abbiamo visto di recente – è stato in gran parte prodotto da stelle di neutroni durante drammatiche collisioni, che hanno prodotto (è proprio notizia di questi giorni) impulsi gamma “a vita breve” ed anche eventi di onde gravitazionali.

Capiamoci, non è sempre tutto chiarissimo: per esempio ci sono elementi essenziali, come il rame, di cui ancora non si conosce bene la specifica modalità di produzione. Tematiche aperte, tanto da essere ancora oggetto della ricerca attuale, tramite osservazioni e investigazioni al computer.

Ma la faccenda resta intatta. Siamo fatti di stelle (in gran parte). E siamo comunque totalmente fatti di materia del cielo.

Potrebbe forse bastare, per la ricorrente domanda (lecita, per carità)  sull’opportunità di investire soldi nello studio del cielo. In fondo, studiare il cielo è studiare noi stessi. Ci potremmo infatti quasi domandare – a questo punto, invertendo totalmente la questione – cosa ci possa mai essere, di più importante…

Un Nobel… gravitazionale

Il Nobel per la fisica, l’avrete saputo, va ai fondatori e costruttori di LIGO, lo strumento che ha reso possibile per la prima volta la rilevazione delle onde gravitazionali, queste elusive increspature dello spazio, predette dalla teoria della relatività generale di Einstein, ma mai viste fino ai tempi più recenti.  E che ci costringono, come molta parte della scienza moderna, a ripensare l’Universo in termini forse un po’ diversi da quelli un po’ meccanicistici,  ai quali siamo abituati.

Sappiamo che si deve alla coppia di interferometri LIGO, se il 14 settebre dell’anno 2015, siamo stati in grado per la prima volta di rilevare queste infinitesimali deformazioni dello spazio tempo, aprendo finalmente una nuova finestra di indagine sull’Universo.

Il Nobel in questo senso, è altamente significativo. Sancisce indelebilmente il trionfo completo, prima di tutto, della teoria della relatività generale, corroborandone le previsioni con una precisione veramente encomiabile. E allo stesso tempo, donando inaspettata forza sia al nostro modello scientifico di Universo (fortemente plasmato sulla teoria di Einstein, appunto) sia alle ricerche più attuali su oggetti così esoterici e bizzarri come i buchi neri di massa intermedia.

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