L'universo senza stringhe

C'è dibattito sull'infinitamente piccolo e sull'infinitamente grande. Un dibattito, a volte anche molto acceso, su quale sia la teoria più adatta a descrivere le particelle elementari e le forze che governano il cosmo e a risolvere alcuni problemi della fisica attuale, per esempio conciliare in un quadro coerente le due grandi rivoluzioni del XX secolo: la relatività e la meccanica quantistica.<br />Nell'ambito di questa discussione, da una ventina di anni ormai la teoria del modello standard è incalzata dalla teoria delle stringhe, secondo cui particelle e forze possono essere descritte come corde infinitesimali che vibrano nello spazio. Ma, con il crescere della popolarità, per le stringhe, e soprattutto per i sostenitori di questa teoria ricca di formalismi matematici estremamente complessi, sono arrivate le critiche. Anche da scienziati che nella teoria delle stringhe ci ha messo le mani in prima persona, come Lee Smolin, autore di L'universo senza stringhe, allegato a richiesta con il numero di maggio di «Le Scienze».<br />La critica del fisico teorico statunitense, uno dei fondatori del Perimeter Institute of Theoretical Physics di Waterloo, nell'Ontario, parte dai cinque grandi problemi della fisica teorica, che danno il titolo al primo capitolo. In ordine di apparizione: combinare la relatività e la teoria dei quanti in un'unica descrizione completa della natura; risolvere i problemi che riguardano i fondamenti della meccanica quantistica; determinare se forze e particelle possano essere unificate in una teoria che le spieghi tutte come manifestazioni di un'unica entità fondamentale; spiegare come sono scelti in natura i valori dei parametri liberi del modello standard della fisica delle particelle; e infine spiegare la materia oscura e l'energia oscura o, se non esistono, determinare come e perché la gravità si modifica a grandi scale.<br />La lista permette a Smolin di produrre una critica puntuale e di raccontare oltre vent'anni di intenso ma improduttivo lavoro sperimentale dedicato alla teoria delle stringhe. Un arco di tempo durante il quale Smolin non ha certo sofferto di solitudine intellettuale, visto che la maggior parte dei fisici teorici è stata impegnata in un'elaborazione coerente della teoria, partendo dalle intuizioni iniziali.<br />Non deve essere facile ammettere di avere sbagliato. Tuttavia Smolin dichiara il fallimento delle teoria delle stringhe, facendo però di questa fine un punto d'inizio del libro. Smolin racconta infatti le teorie alternative a quella a cui ha lavorato per lungo tempo. Descrive le idee più eretiche della fisica contemporanea: dalla teoria MOND, che vorrebbe modificare la legge di gravità per valori piccolissimi dell'accelerazione, alla relatività doppiamente speciale, un'idea del teorico italiano Giovanni Amelino-Camelia per cui la lunghezza di Planck sarebbe indipendente dal sistema di riferimento, né più né meno come la velocità della luce. Per arrivare alla gravità quantistica a loop, un'affascinante teoria quantistica dello spazio-tempo elaborata proprio da Smolin insieme a Carlo Rovelli e pochi altri abbastanza coraggiosi da abbandonare la scuola dominante della teoria delle stringhe.<br />L'onestà intellettuale porta Smolin non solo a riconoscere il fallimento delle stringhe, ma anche a osservare che le teorie alternative non hanno ancora raggiunto una completezza tale da poter essere ritenute soddisfacenti, sebbene facciano previsioni verificabili sul mondo reale. Queste previsioni possono essere messe alla prova con esperimenti. E per di più esperimenti che sono già in corso.<br />Gli ultimi capitoli sono dedicati a un tema coraggioso: «Che cosa ha lasciato in eredità a questi giovani scienziati la mia generazione?», si chiede Smolin. Per poi lanciarsi in un'appassionata invettiva contro i metodi conservativi del reclutamento in fisica teorica, altro argomento di feroce dibattito. Metodi che, secondo lo scienziato, in una materia sempre più arcana e intricata tendono a favorire chi ha buone doti tecniche ma segue strade già battute rispetto a chi ha inventiva e vorrebbe aprire nuove vie. È una vecchia storia. Che finirà, come sempre, con l'arrivo di qualcuno che avrà un'intuizione, un lampo: e tutti scopriranno di aver avuto la soluzione lì, a portata di mano...