La teoria delle stringhe, teoria del tutto.

4년 전

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Immagine autoprodotta di mia proprietà

Prefazione

Questo articolo si focalizza nel produrre una spiegazione semplificata di una teoria che, dopo svariati decenni dalla sua nascita, assilla ancora moltissimi studiosi dell'intero globo.

La teoria delle stringhe, non essendo ancora dimostrata o smentita a causa dei limiti tecnologici presenti, sarebbe in grado di individuare l’equazione fondamentale che lega il “tutto”. Praticamente un'unica equazione che, oltre a mettere in relazione qualsiasi evento fisico che è avvenuto,avviene ed avverrà nel nostro universo, riuscirebbe a essere automaticamente validata da se stessa.

Io mi immagino un equazione senza inizio e fine, “rotonda”, dove al suo interno vengono elaborate e messe in relazione tutte le equazioni che regolano gli avvenimenti nel nostro compressissimo Universo.

Per far ciò, dato che chi legge, sicuramente come me non è uno scienziato che si occupa di meccanica quantistica, chimica molecolare o di fusione nucleare, ho tralasciato tutte le formule, anche le più comprensibili, dedicandomi a raccontare sotto forma di un testo, aiutandomi con delle rappresentazioni grafiche ed alcuni cenni storici, tutti gli aspetti di questa teoria assai complessa ed affascinante.

Le Stringhe e la loro teoria

Iniziamo col dire che Albert Einstein, dopo aver completato la teoria della relatività (E=MC 2 ), volle capire le regole della gravità, più precisamente come la stessa avesse tutta questa influenza sulla materia.

Newton d’altro canto, riuscì a quantificare ed estrapolare equazioni per calcolarla e dimensionare la sua forza ma, dopo innumerevoli studi, non riuscì mai a formulare una spiegazione su come la gravità potesse “percorrere lo spazio vuoto” e influenzare due corpi senza che avessero un legame apparente tra di loro.

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Immagine CC0 creative commons
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Immagine realizzata traendo spunto dalla fonte sopra citata

Einstein, iniziando da questo concetto, elaborò una visione della gravità innovativa per far si che ne venisse spiegata l’influenza che la stessa esercita sulla materia. Il ricercatore, affermò che lo spazio vuoto si comporta come una tavola ma, alla presenza della materia, questa inizierebbe a piegarsi su se stessa. In questo modo, Einstein riuscì per la prima volta a dare un senso su come la gravità interagisse su tutta la materia senza che questa entri a contatto.

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Immagine CC0 creative commons
Immagine realizzata traendo spunto dalla fonte sopra citata

Foto rappresentativa del piegamento dello spazio dovuto alla gravità della terra rispetto ad un satellite che orbita intorno ad essa. Il satellite, ad una giusta velocità ed alla giusta distanza dalla terra, continuerebbe ad orbitare intorno ad essa. Come una foglia che viene intrappolata da un mulinello d’acqua oppure come quando il croupier lancia la pallina all’interno della roulette.

Dopo questa visione innovativa, nel 1919 Theodor Kaluza, matematico tedesco, elaborò una teoria dove tentò di spiegare l’elettromagnetismo seguendo le orme dell’enunciato di Einstein.

Lo stesso, per “far tornare i conti”, dovette ipotizzare la presenza di altre dimensioni dello spazio e, dopo innumerevoli problemi matematici risolti, riuscì ad estrapolare dalla sua teoria una formula che era già nota alla comunità scientifica utilizzata per descrivere la forza elettromagnetica. Praticamente individuò una sorta di prova del nove della sua teoria.

Realizzato questo studio la comunità scientifica dell’epoca, avvallò tale teoria che conteneva l’ipotesi della presenza di altre dimensioni nel nostro universo.

A questo punto una domanda sorge spontanea, dove sono le altre dimensioni?

Solo nel 1926, il fisico svedese Oskar Klein, ipotizzò che nel mondo che ci circonda esistono delle dimensioni espanse a sufficienza da poterle vedere e muovercisi all’interno e delle altre che essendo talmente contratte e minuscole non avevamo la possibilità ne di vederle e percepirle.

L’estensione delle altre dimensioni, venne calcolato che, dovrebbe aggirarsi nell’ordine di grandezze talmente inferiori al nucleo di un atomo che tuttora non è possibile osservarle nemmeno con gli strumenti più avanzati che possediamo.

La teoria, senza la possibilità di esami empirici e pertanto essendo quasi del tutto rimasta ad un livello teorico, generò confusione nel mondo scientifico tanto da elaborarne cinque varianti differenti.
Una catastrofe per una teoria che avrebbe dovuto argomentare come l’intero creato fosse strutturato. A questo punto la comunità scientifica, arrivata a questo binario tronco se ne disinteressò completamente e venne quasi dimenticata.

Solo recentemente, grazie all’aumento della tecnologia e di nuovi approcci a nostra disposizione, nel ricercare una regola che spiegasse il funzionamento di tutto il creato venne ripresa in mano la teoria delle stringhe ipotizzando che, all’interno dei quark che compongono gli atomi di qualsiasi elemento, ci sono delle particelle più piccole, più precisamente dei filamenti di energia pura a forma di anello chiamati stringhe.

Queste stringhe, viene inoltre ipotizzato che, vibrando a diverse frequenze, come una corda di chitarra, generano sollecitazioni differenti che causerebbero, a livello più macroscopico, la differenza tra i vari protoni, neutroni e elettroni che, a loro volta creano gli atomi di materie differenti.

Semplificando per intenderci, le stringhe, vibrando ad una differente frequenza darebbero vita a differenti particelle che, data la loro diversità sarebbero alla base di tutto il mondo che ci circonda …
Una sinfonia cosmica.

L’ordine di grandezza di una stringa, non ancora esattamente identificata, è di difficile immaginazione ma, per intenderci meglio, dobbiamo supporre di ingrandire il nucleo di un atomo quanto l’intero sistema solare, li, una stringa risulterebbe delle dimensioni di un albero.

Riassumendo, la teoria delle stringhe pone le stesse alla base di tutte le particelle che formano il creato, riuscendo così ad unificare tutte le leggi e le forze che compongono il nostro universo.

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Immagine CC0 creative commons
Immagine realizzata traendo spunto dalla fonte sopra citata

Analizzando le componenti equazionali della teoria si scopre però che, per far si che la stessa fosse in linea con i risultati delle equazioni da noi già precedentemente scoperte, come la forza di gravità l’elettromagnetismo, la velocità della luce, praticamente le 20 costanti che regolano il nostro universo, la teoria deve comprendere ben 10 dimensioni distinte e una temporale.

Questa affermazione, seppur di difficile comprensione, ha riscosso un ottimo grado di credibilità in quanto, tutte le 20 principali costanti del nostro universo, sarebbero rispettate alla perfezione e con margini di errore infinitesimali.

Molti scienziati contemporanei, sono ottimisti e credono che in un futuro non molto distante, la teoria delle stringhe, che si collega a filo diretto con la teoria della nascita dell’universo e della teoria di mondi paralleli, venga una volta per tutte dimostrata.

Gli acceleratori di particelle presenti nel mondo, tra cui spicca il “Cern di Ginevra”, stanno lavorando all’isolamento e all’identificazione del gravitone. Un passo questo, obbligatorio al fine dimostrare la presenza delle altre dimensioni”aggiuntive” che non possiamo ne vedere ne percepire. E’ di fatto calcolato che il gravitone avrebbe la possibilità di interagire e di spostarsi liberamente nelle 10 + 1 dimensioni rendendole così “tangibili e concrete” agli addetti ai lavori.

I progressi senza sosta sono giunti fino ai giorni nostri dove, ad inizio estate del 2017, al “Cern” sarebbero riusciti nell’intento di isolare un quark che si differisce dagli altri proprio per la sua massa di ben 4 volte superiore agli altri.

W la conoscenza e la sua ricerca.

Fonti:

Wikipedia EN
Wikipedia PT
Wikipedia DE
Wikipedia IT teoria delle stringhe
Wikipedia PT teoria das cordas
Wikipedia PT a teoria de tudo
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chiaro, spiegato bene e nonostante la complessità dell'argomento, sei riuscito a esporre tutto al meglio!

ciao. Interessante il post come ingegnere Mi piace sempre leggere di questi argomenti perché sono colpito da tutto ciò che ha a che fare con la scienza. grazie per il contributo

  ·  4년 전

Posso solo immaginare il tempo e il lavoro che c'è voluto per produrre questo post. Complimenti.

C'è ancora tanto da capire e studiare e mi affascina la vita degli studiosi che provano a farlo. Molti sono dei geni con dei disturbi, mi viene subito in mente John Nash.

Molto interessante, la teoria delle stringhe mi ricorda sempre Big Bang Theory :) Mi chiedo, una volta dimostrato il funzionamento di ogni cosa nell'universo, cosa ci rimane da studiare...?

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Secondo me tantissime cose, principalmente come eludere tali regole e per esempio viaggiare a velocità multiple di quelle della luce

Interessante è dir poco! Bell'articolo.. dimostra che girovagando per internet non c'è solo spazzatura!

Bravo, di sicuro non è un argomento alla portata di tutti, hai fatto un bel lavoro di ricerca e semplificazione, bravo davvero.

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Sono tante, troppe ore di lavoro e non so se lo rifarò, era un esperimento, comunque grazie

La famosa teoria delle stringhe! Finalmente ho capito di cosa si tratta e come ha avuto origine e sviluppo nel tempo! Grazie infinite, il tuo articolo mi è piaciuto molto ed è anche chiarissimo per chi, come me, non è molto portato per la fisica quantistica!!

Complimenti intronitro! Non sono del settore ma ho visto alcuni documentari per interesse, e devo dire che hai fatto un ottima sintesi e soprattutto quando si tratta di argomenti così complessi, non è assolutamente scontato riuscirci!
Grazie mille per il tuo lavoro!

Complimenti, ottimo articolo su un argomento molto interessante. Quanto mi piacerebbe si riuscissero ad avere molte risposte sul nostro universo.

Ciaomolto interessante bell articolo Intro continua cosi!

Bravo, mi è piaciuto molto :)
Un mio prof ha definito gli scienziati che lavorano alla teoria come una "setta". Forse un po' lo sono davvero, ma chissà che non abbiano ragione ;)

Bel post , scritto molto bene ed in maniera talmente semplice che hai fatto capire i concetti pure ad uno zuccone come me, complimenti.

Complimenti gran bel post. Molto chiaro e scorrevole, hai semplificato bene il concetto. Mi piacerebbe leggerne ancora 😊.

Gran bel post. Purtroppo il concetto di "altre dimensioni" mi è al quanto difficile da comprendere. Potresti elaborare un pochino? Ovvero: cos'è un'altra dimensione? 🤓

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Noi ci muoviamo in 3 direzioni, ovvero 3 dimensioni, altezza, larghezza, profondità... la ns. Quarta è il tempo. Le altre non possiamo oltrepassare semplicemente perché anche se presenti non le percepiamo.. sono una sorta di spazio non dimensionabile con le misure che utilizziamo, pertanto non è lungo non è largo e non è alto.. ecco perché è difficile comprenderle

Ciao, hai fatto un bel lavoro e vorrei proporre il tuo post a SteemStem, prima pero' riusciresti a mettere le fonti sotto le immagini e ad aggiungere link per le citazioni? Non e' per romperti le scatole ma altrimenti loro non ti votano. Grazie

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Fatto, grazie per i complimenti