Un nuovo studio, da parte di fisici della University of Wisconsin-Madison, ha escogitato un approccio che potrà aiutare a svelare la forma “occulta” dell'universo: le forme delle dimensioni extra potranno essere “viste” decifrando la loro influenza sull'energia cosmica rilasciata dalla violenta nascita dell'universo, circa 13 miliardi di anni fa. Il metodo, pubblicato sul numero del 2 febbraio scorso delle Physical Review Letters, in pratica fornisce la prova che, usando dati sperimentali, si può arrivare a visualizzare queste dimensioni elusive, la cui esistenza è alla base della teoria delle stringhe, principale candidata per una unificata “teoria del tutto”. La teoria delle stringhe propone l'idea che tutto nell'universo, dalle più immense galassie alle particelle subatomiche, sia fatto di sottili e vibranti corde di energia. Una teoria affascinante, ma che al momento è ancora in cerca di dimostrazione.

Dal punto di vista matematico, la teoria delle stringhe suggerisce che il mondo che conosciamo non è completo, e che oltre le 4 dimensioni con cui abbiamo familiarità - il tempo e lo spazio tridimensionale - esistono sei dimensioni spaziali extra, presenti in forme geometriche occulte ad ogni singolo punto nell'universo. “Anche se gli scienziati usano potenti super-computers per cercare di visualizzare queste dimensioni extra”, dice il fisico Gary Shiu, che ha condotto lo studio, “nessuno è ancora riuscito a svelarne la forma”. Secondo la teoria delle stringhe, queste dimensioni extra potrebbero avere 10.000 forme possibili diverse, ognuna teoricamente corrispondente al proprio universo e alle proprie leggi fisiche. "Vorremo conoscere quella che corrisponde al nostro di universo", dice Henry Tye, fisico della Cornell University che non ha partecipato allo studio.

In realtà, esistono ben 5 teorie delle stringhe che si distinguono in base alla forma delle stringhe e a come esse implementano la supersimmetria, che è una parte tecnica della teoria che porta alla cosiddetta teoria delle superstringhe. Secondo alcune versioni della teoria esisterebbero in totale non 9 ma addirittura 25 dimensioni spaziali. Nel 1995, Edward Witten diede inizio alla “Second Superstring Revolution” (“Seconda Rivoluzione delle Superstringhe”), introducendo la Teoria M. Questa teoria raggruppa le 5 teorie delle stringhe in una sola formulazione matematicamente coerente ed abbandona il precedente tentativo di unificare relatività generale e meccanica quantistica noto col termine di “Supergravità” che introduceva una undicesima dimensione. L'unificazione delle teorie delle stringhe fu ottenuta associandole in una specie di trama di rapporti reciproci detta “dualità” (in dettaglio “S-dualità”, “T-dualità” ed “U-dualità”). Ciascuna di queste dualità fornisce un metodo per convertire una teoria delle stringhe in un'altra.

Nel mondo fantastico delle stringhe e delle superstringhe, un mondo infinitamente piccolo dove i costituenti fondamentali della materia e dell'energia sono miliardi e miliardi di volte più piccole degli elettroni o dei fotoni, non vi è un solo universo, ma molti universi paralleli che possono anche venire a contatto tra loro. Shiu dice che le forme multi-dimensionali dell' extra-mondo sono troppo piccole per poter mai essere osservate attraverso gli usuali mezzi, per questo la teoria è così difficile da dimostrare. “Possiamo teorizzare qualsiasi cosa, ma poi dobbiamo essere in grado di dimostrarlo sperimentalmente. Il problema dunque è: come facciamo ?”.

Il metodo sviluppato da Shiu, Insieme al suo studente Bret Underwood, si basa sull'idea che le sei dimensioni extra abbiano avuto una forte influenza sull'universo, quando questo era ancora un piccolo blocco altamente compresso di materia ed energia, nell'istante dopo il Big Bang. Non esistendo ancora una macchina del tempo per tornare a quel momento, i nostri eroi hanno usato una mappa dell'energia cosmica rilasciata dopo il Big Bang che è stata catturata da satelliti come il WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) della NASA essendo rimasta praticamente tale e quale, fornendo una fotografia del baby-universo. “Così come un'ombra può dare un'idea di un oggetto, questa traccia di energia cosmica può fornire un'indicazione della forma delle altre sei dimensioni presenti”, spiega Shiu.

Per decifrare da questa ombra cosmica la geometria a sei dimensioni dell'extra-mondo, i nostri eroi sono partiti da due differenti tipi di geometrie matematicamente semplici, chiamate “warped throats” (gole deformate), calcolando l'ammontare di energia che in teoria corrisponderebbe all'universo descritto da ogni forma. Comparando poi le due mappe, hanno riscontrato piccole ma significative differenze. Il risultato mostra che specifici pattern di energia cosmica possono fornire indicazioni sulla geometria delle forme a sei dimensioni.

Sebbene i dati attuali non sono ancora precisi abbastanza per essere comparabili col nostro universo, esperimenti prossimi futuri, come quelli che verrano effettuati tramite il satellite Planck dell'Agenzia Spaziale Europea, potranno forse rilevare le sottili variazioni tra le differenti geometrie, almeno è quello che spera Shiu, che dice: “I nostri risultati con geometrie semplici provano che la geometria delle dimensioni extra potrà essere decifrata dalle tracce di energia cosmica, fornendo così una rara opportunità per testare finalmente la teoria delle stringhe”.

Se il progresso tecnologico renderà possibile realizzare delle più dettagliate mappe dell'energia cosmica, e magari identificare la singola geometria alla base del nostro universo, allora potrà anche darsi che la teoria delle stringhe si riveli corretta.

(Contiene estratto da Wikipedia)

Data articolo: marzo 2007
Fonte: Space Daily