Nella trilogia Hobbit di JRR Tolkien, una serie di anelli magici sono stati forgiati dall’oro, ognuno con un potere incredibile per chi lo indossa. Per mantenere i poteri in equilibrio, c’era un anello che li governava tutti, più potente degli altri perché li univa. La M-Theory è la teoria unificante delle superstringhe che ha spiegato che più teorie delle superstringhe sono in realtà modi diversi di guardare la stessa teoria. In questo senso, la M-Theory è “l’unica teoria che li lega tutti”, e lo ha fatto rivelando un’undicesima dimensione alla meravigliosa ed elegante teoria delle superstringhe.
La teoria delle superstringhe sostiene che le particelle, precedentemente pensate come minuscole sfere di energia, sono in realtà minuscole stringhe che si dimenano. Sebbene le stringhe siano più piccole di qualsiasi particella subatomica che siamo in grado di rilevare o misurare, costituiscono tutta la materia dell’universo. La vibrazione unica delle corde determina il tipo di particella creata, ognuna con una diversa firma vibratoria.
La teoria delle stringhe è particolarmente importante perché unisce il mondo quantistico dell’infinitamente piccolo con il mondo che conosciamo attraverso i nostri sensi. Superstrings unisce anche tutte e quattro le forze dell’universo: le forze nucleari forti e deboli, l’elettromagnetismo e la gravità. Einstein ha trascorso tutta la sua vita alla ricerca di una teoria del campo unificante, o “La teoria del tutto”. La M-teoria è la prima teoria matematicamente valida a fare questo.
Prima della M-Theory, la teoria delle superstringhe sosteneva che esistessero dieci dimensioni. Le tre di cui siamo a conoscenza, e altre sei dimensioni che formano punti “arricciati” estremamente piccoli esistenti ovunque all’interno dello spazio/tempo. Le stringhe della teoria delle superstringhe esistono all’interno di queste forme a sei dimensioni. Il tempo ha fatto un totale di dieci dimensioni. Ma presto sorsero diverse teorie contrastanti che sembravano tutte dimostrare la teoria delle stringhe. Questo era un enigma, perché se la teoria fosse corretta non dovrebbero esserci teorie contrastanti, ma una teoria definitiva. La M-Theory si è rivelata quell’unica teoria che univa tutte le altre.
M-Theory ha proposto un’undicesima dimensione che libera matematicamente la teoria da ogni ulteriore anomalia. In questa undicesima dimensione una stringa potrebbe acquisire energia sufficiente per espandersi all’infinito in quella che gli scienziati chiamano una membrana galleggiante. Secondo la teoria, il nostro universo esiste su una membrana galleggiante, insieme a infiniti universi paralleli sulle proprie membrane. Da questa base, è stato inoltre scoperto che (matematicamente) la gravità potrebbe “infiltrarsi” nella nostra membrana da un’altra membrana vicina, spiegando la sua forza relativamente debole rispetto alle altre forze. La M-Theory e le superstringhe sono riuscite dove il Modello Standard non ha avuto successo, unificando tutte le forze nell’universo con una teoria elegante.
Introducendo l’undicesima dimensione, la M-Theory ha unito con successo le teorie “concorrenti” della teoria delle stringhe. Gli scienziati hanno visto che le diverse teorie erano in realtà più modi di avvicinarsi alla stessa teoria, simile al vecchio proverbio sui ciechi che toccano ciascuno una parte diversa di un elefante offrendo osservazioni apparentemente contrastanti. M-Theory ha fornito anche un altro aspetto cruciale del puzzle in quanto ha spiegato come potrebbe essersi verificato il Big Bang, con la collisione di due membrane. L’energia prodotta da una tale collisione è matematicamente coerente con ciò che sappiamo dalla scienza esistente.
Poiché la teoria delle stringhe prevede fenomeni che attualmente non possiamo misurare come stringhe minuscole, dimensioni extra e universi multipli, alcuni scienziati la rifiutano apertamente. Altri trovano l’eleganza matematica della prova teorica in sé che deve essere corretta e si aspettano che la M-Theory e le superstringhe alla fine vengano convalidate.