Oltre alla fotografia, un'altra mia passione sono film e telefilm. E la scienza. In questa rubrica mi divertirò a parlare dei fatti di scienza proposti in film e telefilm.
Chi ha visto True Detective, nello specifico la prima stagione, sarà sicuramente rimasto affascinato dai monologhi di Rust, il detective nichilista interpretato da uno stellare Matthew McConaughey. Parte di questi monologhi e dialoghi erano di stampo prettamente filosofico, altri di stampo scientifico.
In particolar modo un monologo chiave della stagione avviene quando Rust parla agli altri due detective che lo stanno interrogando della teoria M (stagione 1 episodio 5 per chi volesse ricercarlo).
Nel monologo Rust spiega brevemente un'interpretazione della realtà secondo la teoria M, dicendo che, da un punto di vista esterno, da un punto di osservazione elevato, l'osservatore che vede il nostro universo vedrebbe un disco piatto dove tutto è sovrapposto.
Questa enunciazione può apparire indubbiamente criptica ed assurda, ma si rifà al tentativo di unificazione delle teorie della relatività e della fisica quantistica[1], due modo di interpretare la realtà non compatibili tra di loro. Le leggi della relatività generale che governano il macro mondo osservabile sono appunto in contraddizione con le leggi di fisica quantistica che governano tutto ciò che è infinitesimale. Un tentativo di creare un ponte che permetta di rendere questi due mondi di leggi fisiche contraddittorie compatibili è quella che viene chiamata una teoria del tutto, la teoria M, teoria delle membrane, è appunto uno di questi tentativi, Edward Witten[2], matematico e fisico statunitense, è il suo fondatore.
Edward Witten, fonte Wikimedia commons source
Per creare un modello matematico che rispondesse allo stesso modo al comportamento della materia sia in relatività generale che in fisica quantistica è stato applicato un cambio di paradigma, secondo cui le particelle elementari non fosse più puntiformi ma filiformi: le stringhe.
Le stringhe sono fili, o anelli, di dimensioni infinitesimali, vicine alla lunghezza di Planck, la dimensione più piccola concepibile in fisica, ma con una gigantesca capacità di tensione, ed è il modo in cui le stringhe vibrano a generare le particelle che compongono l'universo[3].
Differentemente alle varie teorie delle stringhe a cui si andavano ad aggiungere un numero variabile di dimensioni oltre alle nostre tre dimensioni spaziali più la dimensione temporale, Witten propose l'identificazione di un nuovo oggetto: le brane. Non solo, quindi, una realtà composta e generata dalla vibrazione di questi anelli composti da stringhe, ma una costituita anche da oggetti che possano avere più dimensioni, stringhe con le estremità libere, superfici bidimensionali, masse tridimensionali, chiamati nell'ordine 1-brane, 2-brane, tribrane e così via.
La necessità di formulare nuovi modelli è alla base anche del tentativo di dare una spiegazione all'origine dell'universo, che non può, con modelli ed approccio tradizionali, prescindere da un istante zero da cui si è sviluppato in modo lineare l'universo di cui facciamo parte, e si tratta di un istante zero con dimensioni quasi nulle e massa quasi infinita, il che comporta non poter andare ulteriormente indietro per limiti del modello matematico utilizzato.
Applicando invece le equazioni della teoria delle super stringhe di concretizza invece paradossalmente l'inverso, arrivato all'istante zero e andando ancora più a ritroso il valore massimo inizia a diminuire.
Questo ha comportato la creazione di un modello cosmologico dell'universo ciclico, in cui ad una espansione segue una contrazione. Questo universo, il nostro, sarebbe sospeso all'interno di due membrane esterne tridimensionali che cambiano con il tempo, a loro volta sospese in una quinta dimensione, il bulk, mentre le altre 6 dimensioni contemplate dalla teoria M sarebbero invece aggrovigliate e interconnesse nelle infinitesimali dimensioni della nostra realtà.
Una rappresentazione del Bulk, fonte Wikimedia commons source
Queste membrane esterne, vibrando a loro volta, arriverebbero saltuariamente a toccarsi e, tramite l'energie scaturita dal loro contatto, creerebbero ogni volta un nuovo universo, oltre al nostro, che inizierebbe anch'esso ad espandersi e contrarsi ciclicamente[4].
A questo si riferiva Rust, parlando di ciclicità ed esternando un punto di vista scientifico rappresentato fin dall'antichità dall'Ouroboros, il serpente o il drago che si morde la coda in un ciclo senza fine[5].
L'Ouroboros, fonte Wikimedia commonssource
Fonti
[1] Steven Weinberg. Dreams of a Final Theory: The Scientist's Search for the Ultimate Laws of Nature. Knopf Doubleday Publishing Group.
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Edward_Witten
[3] Aspinwall, Paul; Bridgeland, Tom; Craw, Alastair; Douglas, Michael; Gross, Mark; Kapustin, Anton; Moore, Gregory; Segal, Graeme; Szendröi, Balázs; Wilson, P.M.H., eds. (2009). Dirichlet Branes and Mirror Symmetry. American Mathematical Society.
[4] Ellis, George F.R.; William R. Stoeger; Stoeger, W. R. (2004). "Multiverses and physical cosmology"
[5] Hornung, Erik. The Ancient Egyptian Books of the Afterlife.