Siamo materia o energia?

Cosa siamo veramente, di cosa siamo fatti e di cosa è fato tutto ciò che ci circonda. Guarda le tue mani. Cosa vedi? Cellule, più dentro atomi,, poi protoni, neutroni, quark, particelle sempre più piccole.

E se al posto delle mani guardassi una parete, un muro, cosa vedresti? Atomi, protoni , neutroni…

Per anni gli scienziati sono stati abituati a pensare agli oggetti come un insieme di particelle, di palline sempre più piccole, e tutto iniziò con qualcosa simile ad una palla, la mela di Newton.

Si racconta che il celebre scienziato fosse seduto sotto un albero di mele e venne colpito da una mela in caduta. Si chiese: ”perché la mela mi è caduta in testa?” E’ una domanda strana, ma in realtà sono le domande strane che ci aiutano a uscire dagli schemi e trovare nuovi risposte.

Newton ipotizzò di una forza che attira tutto verso il centro della terra e la chiamò forza di gravità. Ipotizzò anche che la forza che attrae la mela verso il centro della terra, fosse la stessa che permettesse alla luna di rimanere in orbita attorno alla terra.

Fu la prima volta che qualcuno provò a unificare cieli e terra, in un unica teoria. La visione di Isac Newton, siamo nel 1700, era una visione fuori dai tempi e fuori dagli schemi, ma le sue spiegazioni erano così convincenti che gradualmente divenne una teoria accettata dalla comunità scientifica.

Il problema era che Newton non sapeva come funzionasse la gravità: c’erano forti prove indiziali, ma non sapeva come funzionasse e non c’erano i mezzi per studiarla.

Passarono 250 anni in cui questa teoria venne accettata così com’era. Questo ci fa nascere una riflessione: molti dei fenomeni di cui oggi si parla, sono stati spiegati, per altri ci sono forti prove indiziali come al tempo di Newton, perché non ci sono gli strumenti per spiegarli.

Unire le leggi della vita in un’unica teoria

Il desiderio di unire le leggi della vita in un’unica teoria è stato uno dei sogni della scienza, da sempre. Ci provò Albert Einstein. Dopo Newton ci furono nuove scoperte straordinarie; una di questa fu la scoperta dell’elettromagnetismo.

L’elettromagnetismo è il modo in cui il campo elettrico ed il campo magnetico interagiscono fra loro e con oggetti che possiedono carica elettrica.

L’elettromagnetismo fu una scoperta di James Clerk Maxwell, matematico e fisico Scozzese dell’800.

Quindi, prima arrivò Newton con la gravità, poi Maxwelll con l’elettromagnetismo.

Einstein non era proprio convinto della teoria di Newton, non gli pareva capace di descrivere il tutto. Ipotizzò quindi, che lo spazio temporale sia rappresentato come un tessuto teso. Quando metto una massa all’interno del tessuto spazio temporale, a causa del campo elettromagnetico e della massa, si creano delle deformazioni del tessuto che intervengono sul campo elettromagnetico e creano l’attrazione dei corpi.

Quindi la gravità è una curvatura spazio temporale. Da qui la teoria della Relatività Generale, ossia una curvatura dello spazio tempo.

Sembrava una teoria adatta a spiegare molte cose. Ma grazie ad un gruppo di ricercatori guidato da David Bohm si scoprì una nuova frontiera dell’universo. La frontiera dell’infinitamente piccolo della meccanica quantistica, così radicale da sconvolgere tutti gli altri mondi: prima esisteva un universo ordinato e prevedibile, dopo, con la meccanica quantistica, nasce l’incertezza del gioco delle probabilità.

Nasce un nuovo concetto di realtà in cui tutte le possibilità possono verificarsi: la fisica quantistica.

Esiste la possibilità che le particelle superino i muri, che vengano influenzate dai nostri pensieri. Difficile da credere?

La verità è che bisogna imparare a lasciare andare le vecchie convinzioni che abbiamo sul mondo: solo così si comprende la meccanica quantistica.

Questa branca della fisica, riceverà sempre più consensiva il problema è che non collimava con le altre importanti teorie della fisica. Gli esperimenti sempre più importanti fatti dalla fisica quantistica ed i complessi calcoli matematici, dimostravano che descriveva la realtà alla perfezione, ma alo stesso modo sembrava potesse essere valida solo per le piccole particelle.

Quando osservo l’universo, quando osservo la vita, come li descrivo?

Sebbene la teoria della relatività e la fisica quantistica descrivano perfettamente la realtà, anche a livello di calcoli, quando queste due teorie descrivevano la stessa cosa si scontravano. Non poteva essere che una teoria spiegasse bene le leggi dei grandi corpi ed un’atra spigasse bene le leggi dei piccoli corpi. La cosa era contrastante.

Se qualcosa è valido, deve funzionare in ogni mondo, sia nel piccolo che nel grande, così gli studiosi continuarono a cercare la teoria che descrivesse il tutto.
Si racconta che nel 1968 un giovane studioso italiano, Gabriele Veneziano, fosse alla ricerca di equazioni che potessero spiegare la forza interna degli atomi. Molto semplicemente un atomo è formato da un nucleo, da elettroni e da protoni. Questi elementi stanno insieme grazie ad una forza chiamata forza nucleare forte, che è come una particolare colla.

Un giorno in un vecchio libro della storia della matematica, Veneziano trovò una formula di più di 200 anni prima e si accorse che con una di quelle equazioni poteva spiegare proprio quella forza collante che teneva insieme l’atomo.

La pubblicazione della casuale scoperta lo rese famoso, ma non durò molto. Pur descrivendo matematicamente quella forza, presentava alcune anomalie. Si era capito che dietro quella formula si nascondeva qualcosa di nuovo: quella forza che teneva insieme il nucleo, gli elettroni ed i protoni, era matematicamente descritta come una struttura vibrante, come fosse un elastico che ondeggia. Eppure presentava a livello matematico, ancora delle anomalie. Il viaggio fu lungo. Altri fisici dopo di lui provarono a correggere le anomalie, ma nessuno ci riuscì pienamente, tanto che la teoria venne definita priva di senso.

Tuto questo finché altri due fisici, Michael Green e John Schwarz, unirono le loro forze. Riuscirono ad eliminare quelle anomalie e finalmente il comportamento delle grandi, come delle piccole masse, poterono essere descritte matematicamente, permettendo di unificare le forze all’interno di una cornice più ampia.

Che teoria sarà?

Te lo racconto nel prossimo articolo, non perderlo! 🙂