La donna che con i numeri sta cercando l’ultraterreno

Lisa Randall, la «fisica della fantascienza», racconta il mondo invisibile: dalle dimensioni extra allo spazio arrotolato e infinito

Eleonora Barbieri

Una volta entrata nella tana del coniglio, il mondo è un altro. Alice non è più Alice. Nel paese delle meraviglie le dimensioni non sono quelle di ogni giorno. Alice diventa gigante, il mondo intorno è un altro. Le dimensioni ingannano, come accade alla cimice su un tubo: cammina lungo la superficie senza mai sapere che, sotto, c’è qualcos’altro.
Per Lisa Randall, Alice e la cimice sono soltanto un gioco. Ma siamo anche noi: immersi in un mondo con dimensioni extra, senza neppure sospettarlo. Lei lo ha intravisto, non con poteri da fantascienza (anche se tutto sembra suggerirlo: Lisa Randall è una superscienziata), ma con i calcoli. E poi ha cercato di svelarne i segreti. Ad Harvard insegna fisica teoretica: è stata la prima donna a ottenere la cattedra. È stata anche la prima a entrare, da professore di fisica, al Mit e a Princeton. Il suo universo pluridimensionale - sostiene - è «un modello»: quello che ha raccontato nel suo libro, Warped Passages, ora pubblicato in Italia da il Saggiatore con il titolo di Passaggi curvi: i misteri delle dimensioni nascoste dell’universo. È il mondo che, ieri sera, ha mostrato anche al pubblico del Festival della scienza di Genova.
Le dimensioni extra - per i fedelissimi della teoria delle stringhe arrivano anche a nove - sono invisibili: non le possiamo percepire. Ma sono necessarie. Il Modello standard della fisica delle particelle descrive la struttura fondamentale della materia, ma qualcosa rimane inspiegabile. Su tutto, la debolezza della forza di gravità: «La gravità - spiega la Randall - è molto più debole delle altre forze che conosciamo: tanto che riusciamo a sollevare un magnete con una piccola graffetta, sconfiggendo l’attrazione gravitazionale della Terra intera». La questione «può apparire poco importante» ma, in realtà, «tormenta i fisici da almeno trent’anni». La supersimmetria prova a superare l’ostacolo: «Ma le teorie supersimmetriche - racconta - prevedono interazioni fra le particelle che, in concreto, non si verificano. Se esistono delle dimensioni extra, le particelle possono essere separate: così, non interagiscono, perché si trovano in luoghi differenti». È così che la Randall ha cominciato a pensare alle dimensioni extra, insieme al suo collaboratore Raman Sundrum. «Abbiamo sviluppato le idee principali in circa sei mesi. Poi, col tempo, siamo arrivati anche alle altre conseguenze». Parole da fantascienza: universi paralleli, mondi di brane (cioè membrane, ultimo confine a difenderci dal nulla), geometria curva, voragini tridimensionali, spazio arrotolato. «C’è la speculazione, e ci sono i fatti: bisogna stare attenti a non confonderli». Dal grande collisore di adroni (Lhc), a Ginevra, molti si aspettano le prove: «Avrà esattamente l’energia necessaria per rispondere alle domande su come le particelle elementari acquisiscano la loro massa, e sul perché la forza di gravità sia così debole». Le dimensioni extra sono una risposta: se c’è un’altra parte di mondo, la forza gravitazionale è distribuita su uno spazio più ampio. In alcuni punti è più concentrata, in altri è più debole. All’inizio, quando Kaluza e Klein immaginarono la quarta dimensione, la ritenevano minuscola. Perciò lo spazio altro sarebbe invisibile. «Noi abbiamo scoperto che le dimensioni extra possono essere così curve che la gravità non riesce a distribuirsi in esse, anche se si estendono infinitamente». Così nasce l’idea di dimensioni extra «infinite e arrotolate». Nella quinta dimensione, la gravità potrebbe essere così intensa che lì avrebbero sede i buchi neri e le stringhe. Noi, intanto, percepiamo soltanto il nostro mondo. Intrappolati in una brana a tre dimensioni, ma immersi in un bulk che comprende diversi mondi di brane, paralleli fra loro. «La vita è possibile nel bulk pluridimensionale e in particolari regioni, isolate rispetto alla nostra. Ma può essere una vita che non ha nulla in comune con quella a cui siamo abituati: potrebbe essere costituita di materiali differenti, che interagiscono attraverso forze diverse da quelle che conosciamo». Spostandosi nelle dimensioni extra (sono i «passaggi» che danno anche il titolo al libro), lungo la geometria curva già suggerita dallo spaziotempo di Einstein, «ci si aspetta che le cose siano più grandi e più leggere». Il gioco di Alice. Il ritorno non è traumatico: «Ciò che è più stupefacente è che tutto può continuare ad apparire identico a prima, anche se, in realtà, è racchiuso in una o più dimensioni ulteriori». Questione di abitudine. «Tutto imita così perfettamente la tridimensionalità».
Il nostro «quartiere isolato» è solo un quartiere: come Queens, dove la Randall è cresciuta, a New York. Fin da piccola amava la certezza che sembrava tutt’uno con la matematica. I risultati durevoli della fisica. Poi ha scoperto che anche la scienza è instabile, come l’universo che esplora. Ma è scienza. Quando, quasi due anni fa, l’ex rettore Larry Summers citò una presunta «inabilità innata» delle donne in campo scientifico, Lisa Randall era già ad Harvard. Se lo ricorda bene: «Sicuramente le sue parole non erano ben meditate. Le sue affermazioni non avevano nulla di scientifico».