Chiedi a qualcuno di nominare ogni dimensione di cui sono a conoscenza e probabilmente elencheranno quanto segue: lunghezza, larghezza e profondità. Potrebbero anche aggiungere tempo se stanno pensando al di fuori della scatola tridimensionale. Ma chiedendo a un teorico delle stringhe, ” Quante dimensioni ci sono?”susciterebbe una risposta molto diversa. Secondo questo ramo della fisica teorica, ci sono almeno 10 dimensioni dello spazio, la maggior parte delle quali sono impossibili da percepire per gli esseri umani.
Le dimensioni sono le metriche che i fisici usano per descrivere la realtà. Suona ampio, giusto? Iniziamo con le tre dimensioni che la maggior parte delle persone impara nella scuola elementare. Le dimensioni spaziali—larghezza, altezza e profondità—sono le più facili da visualizzare. Una linea orizzontale esiste in una dimensione perché ha solo lunghezza; un quadrato è bidimensionale perché ha lunghezza e larghezza. Aggiungi profondità e otteniamo un cubo o una forma tridimensionale.
Queste tre coordinate vengono utilizzate per individuare la posizione di un oggetto nello spazio. Ma lo spazio non è l’unico piano su cui esistiamo; esistiamo anche nel tempo, che è dove entra in gioco la quarta dimensione. Una volta che conosciamo l’altitudine, la longitudine, la latitudine e la posizione di un punto nel tempo, abbiamo gli strumenti necessari per tracciare la sua esistenza nell’universo come lo conosciamo.
Ma alcuni fisici che si abbonano alla teoria delle stringhe sostengono che c’è di più nella realtà che nell’universo osservabile. La teoria delle stringhe, nota anche come “teoria delle superstringhe”, mira a unificare due teorie principali che descrivono come funziona l’universo: la relatività generale (che si applica a oggetti molto grandi) e la meccanica quantistica (che si applica a quelli molto piccoli). In un universo a quattro dimensioni, questa teoria non sarebbe possibile, ma una volta che gli scienziati hanno ottimizzato la matematica per includere 10 dimensioni—11 incluso il tempo—le loro equazioni hanno funzionato.
Dopo aver elaborato una teoria che si basa sull’esistenza di 10 dimensioni spaziali, i teorici delle stringhe hanno quindi avuto il compito di spiegare dove si nascondevano quelle nuove dimensioni. La loro risposta: sono reali quanto le dimensioni “grandi” che possiamo vedere, ma le dimensioni extra sono rannicchiate così strettamente che sono troppo piccole per essere notate direttamente.
La nostra comprensione di base della fisica rende questo difficile da elaborare, ma il teorico delle stringhe Brian Greene fa un ottimo lavoro di inquadrare il concetto in termini che la maggior parte delle persone può capire. Nel suo TED Talk del 2005, Greene paragona queste dimensioni invisibili ai cavi collegati ai pali del telefono: da una finestra, un filo sembra una linea unidimensionale. Ma se dovessimo studiarlo da vicino, vedremmo che il cavo è in realtà rotondo, rendendolo tridimensionale. Nessuna analogia che paragoni le dimensioni non osservabili agli oggetti nel mondo osservabile può mai essere perfetta, ma questo illustra come qualcosa di così fondamentale per la realtà potrebbe nascondersi in bella vista.
La teoria delle stringhe afferma che ci devono essere almeno 10 dimensioni dello spazio più una dimensione per il tempo, ma ci sono fisici che sostengono che ce ne sono di più. Alcuni ipotizzano un universo composto da 11 dimensioni spaziali. Ma per soffiare davvero la mente di qualcuno quando chiedono quante dimensioni ci sono, diciamo 26: Questo è il numero magico secondo la teoria delle stringhe bosoniche, ed è alto quanto i fisici tradizionali sono disposti ad andare per il momento.
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