L'universo di Lisa

di Effe Vi

 

 

Lisa Randall è una figura di spicco della fisica teorica americana. Nata a New York 44 anni fa, ha studiato e poi insegnato a Princeton, al MIT ed è ora professoressa di fisica all'università di Harvard.
Come studiosa della fisica delle particelle e della cosmologia - ovvero delle relazioni e quantità che descrivono il nostro universo - ha suscitato enorme interesse la sua teoria delle 'brane' o membrane ( si pronuncia brain, come cervello in inglese), che semplifica lo studio delle 4 dimensioni evidenti e delle 6 o 7 'nascoste' e attorcigliate di cui si pensa sia composto l'universo percepibile.
Le 'brane' si possono immaginare - dice Lisa - come delle fette di pane per fare i toast ( ma di dimensioni extra, enormi o piccolissime), con la capacità di ''intrappolare' al loro interno tutte le forze o particelle eccetto la forza di gravità.

La Randall - che è stata anche la prima donna ad ottenere la cattedra di fisica nella prestigiosa università di Princeton, sostiene che c'è la possibilità che noi si viva in una sorta di 'voragine' o 'sacca' quadridimensionale dentro un universo a più dimensioni e che potrebbero benissimo esserci dei mondi paralleli inosservati con proprietà diverse dal nostro.

Secondo la sua teoria lo spazio a più dimensioni si potrebbe anche paragonare a un immenso campo da tennis nel quale si svolgano in contemporanea numerose partite separate. In ciascun campo -la palla può spostarsi ovunque, però solo entro il proprio ambito. Ogni partita andrebbe avanti indipendentemente dalle altre e ogni palla resterebbe perciò nel suo campo 'parziale'.

Se le foto che da ormai 16 anni ci invia il telescopio Hubble hanno contribuito a cambiare radicalmente la nostra idea di universo riempiendoci di stupore di fronte alla sua incredibile bellezza e varietà, le teorie di Lisa ci aiutano invece a capirne o meglio a cercare di intuire le dimensioni nascoste. Dal momento che i nostri sensi registrano solo tre dimensioni più il tempo - uno spazio a V ( cinque) o più dimensioni è difficile da rappresentare e può sembrarci incredibile.

Dove non arrivano le parole - nel libro ci sono disegni utili per intuire meglio i concetti esposti e una divertente descrizione dei tentativi di raffigurare oggetti a più dimensioni su una superficie piatta da parte di artisti famosi - come il ritratto di Dora Maar di Picasso e la 'Crocifissione' o 'corpus hypercubus' di Salvador Dalì.

Come fanno i fisici a immaginarsi l'universo nella sua 'intimità' non visibile? E' consolante sapere che un minuscolo volume di spazio arrotolato ha le stesse conseguenze fisiche di uno estremamente grande, cosa che rende di sicuro più semplice lo studio del funzionamento dell'universo attraverso macchine potenti come sono i collisori di particelle.

La Randall ci offre anche una visita guidata nel cuore dell'atomo - un cosino di un centesimo di milionesimo di metro - di straordinaria chiarezza. Si sa che la scoperta di particelle infinitesimali molto più piccole dell'atomo ( anche centomila volte più piccole!) è ancora ben lontana dall'essere conclusa. Mancano all'appello la particella , o bosone, di Higgs ( che consente alle altre particelle elementari di acquisire massa) e il gravitone ( la particella che trasmette la forza di gravità). Si sa che esistono ma ancora non hanno una precisa carta d'identità.

Del resto, il 70% dell'energia dell'universo viene chiamata 'energia oscura' perché ancora non si sa da dove proviene.
Lisa attende con ansia - anzi lei dice precisamente di 'non stare nella pelle per la curiosità' - i futuri risultati del LHC ( Large Hadron Collider) , che dovrebbe entrare in funzione al CERN di Ginevra entro i prossimi 5 anni e dovrebbe appunto aiutare a scoprire le elusive particelle non ancora 'stanate' esplorando regioni fisiche mai osservate prima di adesso.

Può darsi che - come dice Lisa - i risultati del LHC cambieranno per sempre il nostro modo di vedere il mondo scoperchiando il mistero dell'universo. Nell'attesa può essere rassicurante sapere che tutte le leggi e i processi fisici - gravità compresa - appaiono comunque in accordo con quanto ci si aspetta che avvenga in un mondo quadridimensionale - cioè a portata dei nostri limitatissimi sensi.


L'atomo e i suoi misteri

Scheda informativa

 


 

Il cuore della materia è il nucleo dell'atomo.
Le particelle elementari che compongono gli atomi sono i 'mattoni' della materia ( un po' come le proteine per le cellule organiche, ma molto più piccole).
Quanto è grande un atomo? Un amstrong ( un centesimo di milionesimo di metro)
Lì dentro - nel vuoto- ci sono un sacco di cose:
il nucleo ( centomila volte più piccolo dell'atomo!) - composto di protoni e neutroni a loro volta composti di quark tenuti insieme dalla 'interazione forte' e gli elettroni che gli girano attorno in orbite ellittiche mentre fanno una mezza giravolta su se stessi.
Già perché anche se non pare in questo mondo di cose molto piccole è tutto in frenetico movimento. I Fotoni, per esempio, sono quanti di luce privi di massa.
Einstein nel 1921 prese il Nobel non per la famosa equazione, ma per la scoperta dell'effetto fotoelettrico, che è una specie di sistema a palle di biliardo.
Il fotone colpisce l'elettrone e lo sposta cambiando direzione a sua volta.
L'elettromagnetismo o forza elettromagnetica è dato appunto dagli scambi tra fotoni: si toccano trasmettendo energia e 'spariscono'. Tutto questo ruotando su se stessi mentre viaggiano alla velocità della luce!
Altre particelle interessanti sono poi i leptoni ( da lepton che in greco vuol dire sottile), cioè di massa piccola, Gli elettroni e i neutrini sono appunto leptoni.
I neutrini hanno anche un'altra caratteristica: sono privi di carica ( positiva o negativa) perciò non interagiscono attraverso la forza elettromagnetica ma solo attraverso la forza elettrodebole: per questo bilioni di neutrini solari ci attraversano da parte a parte ogni secondo senza che ce ne accorgiamo!

Lisa Randall
"Passaggi curvi"
I misteri delle dimensioni nascoste dell'Universo
Il Saggiatore, 2006
22 euro, pp509

 

 


16- 01- 07