Lisa Randall mi sta dicendo che potrebbe avere un indizio sul prossimo grande mistero della cosmologia.
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Stiamo pranzando in un ristorante del Charles Hotel, non lontano da Harvard, dove insegna fisica teorica, con specialità in fisica delle particelle, teoria delle stringhe, matematica, astrofisica e cosmologia. Randall, una donna magra, ora cinquantenne, ricorda una giovane Joan Didion: anni luce di coscienza dietro i suoi occhi.
È una star professor delle star, una celebrità cosmologica, e solo in parte perché è la prima fisica teorica femminile ad Harvard. Fu proprio la sua congettura alla fine degli anni '90 sulle "dimensioni extra" della teoria delle stringhe che ottenne la sua importanza nel campo. Ha raccolto più attenzione per la sua spiegazione della ricerca sul bosone di Higgs e per i suoi successivi scritti che tentano di spiegare al resto di noi ciò che fa e quanto sia eccitante farlo, di recente Knocking on Heaven's Door .
E ora pensa che lei e i suoi colleghi di fisica di Harvard abbiano trovato qualcosa di nuovo. Ciò di cui è entusiasta è la "materia oscura", che - insieme all '"energia oscura" - costituisce la stragrande maggioranza dell'universo conosciuto. La stima attuale è che il 70 percento dell'universo è energia oscura e il 26 percento di materia oscura. Il che aggiunge fino al 96 percento. Ciò significa che ciò che vediamo e sappiamo aggiunge fino a un misero 4 percento.
Quattro per cento! L'invisibile 96 percento apparentemente mantiene l'universo in equilibrio gravitazionale, impedendogli di collassare su se stesso o dissiparsi nel nulla virtuale. Ma non ne sappiamo quasi nient'altro. Il problema è stato che le cose oscure non sembrano interagire con il 4 percento che conosciamo in modo tale da darci un indizio sulla sua natura.
Ma Randall crede di aver trovato un indizio. In effetti, il giorno prima che ci incontrassimo, tenne un discorso in una conferenza dell'American Association for the Advancement of Science a Boston, in cui annunciò che avrebbe potuto trovare prove dell'interazione della materia oscura con la nostra materia. Uno sviluppo potenzialmente sensazionale per i cosmologi che si è appena addentrato nella vastità inesplorata dell'universo della materia oscura.
È iniziato, mi dice, perché "c'era un segnale che volevo capire".
"Un segnale dallo spazio?" Le ho chiesto.
"Un segnale proveniente da un satellite che potrebbe vedere al centro di una galassia". Lontano, molto lontano, vicino al cuore della Via Lattea, due particelle di materia oscura infinitamente piccole potrebbero essersi scontrate e "annientate" a vicenda. Ma invece di non lasciare traccia, i segnali dell'annichilimento attraversarono la vastità dello spazio per essere rilevati dal satellite Fermi in orbita attorno alla Terra. Se questi segnali vengono convalidati, afferma Randall, potrebbero essere la prova delle interazioni della materia oscura, forse le prime impronte digitali leggibili della materia oscura da raccogliere nel nostro umile regno del 4 percento.
"So benissimo che il segnale può essere falso", dice, ma ciò che è importante "è il processo di provare a creare un modello che lo preveda. Stavo prendendo in considerazione un modello in cui c'erano interazioni per la materia oscura e poi mi sono reso conto che in realtà questo è un altro scenario che è interessante a sé stante, e in effetti funziona meglio e potrebbe portare a un raffreddamento di un componente della materia oscura, che lo farebbe crollare sul disco come fanno i barioni. "
A questo punto, in cui "i barioni collassano sul disco", sono totalmente perso, ma "la cosa importante", continua, "è che è solo uno scenario che stranamente nessuno ha preso in considerazione. La gente pensava all'interazione della materia oscura, ma con tutta la materia oscura che interagiva. E [in questo modello] è molto limitato. ”È un pezzo infinitesimale del 96 percento che si degna di interagire con il nostro povero, pietoso 4 percento.
Il giornalista in me improvvisamente sente che questo potrebbe essere uno scoop enorme, uno scoop cosmico: proprio ieri il sipario potrebbe essere stato sollevato su gran parte del 96 percento dell'universo di cui non siamo stati a conoscenza. Ma il dropout del programma di matematica in me si dispera nel capire veramente cosa mi sta dicendo.
Fortunatamente, mi mostra una copia dei suoi appunti per i suoi discorsi sull'AAAS, intitolata "What Is Dark Matter?" Anche se mi lascia molte cose oscure, dà un grande senso della sua voce quando parla ai suoi coetanei - attento ma a volte esuberante .
Ecco alcuni esempi:
—Non è buio — è effettivamente trasparente!
—Spiace di vederlo basato sul fatto che è un po 'opaco.
—Contatta oggi ... alternative al paradigma WIMP standard.
WIMP, mi dice Randall, sta per "Weakly Interactive Massive Particles", il paradigma dominante sulla materia oscura fino a questo punto.
—Perché tutto dovrebbe essere come la nostra materia?
—La cosa misteriosa è che l'energia immagazzinata nella materia oscura e la materia ordinaria sono così simili.
—Luminatori sperimentali: LHC.
(L'LHC è il Large Hadron Collider, l'acceleratore di particelle da molti miliardi di dollari al confine svizzero che ha trovato prove di una particella di Higgs - o "qualcosa di più elaborato", come dice nella nuova prefazione di Heaven's Door, poiché crede che ci siano alcune ambiguità nell'evidenza che la Grande Scoperta fosse in realtà una particella di Higgs. L'LHC è nel negozio ora, per così dire, sta per essere adattato per produrre collisioni di particelle ancora più sorprendentemente energizzate, che, mi ha detto, potrebbero scoprire più anomalie che indica qualcosa sulla materia oscura.
—Aspettando energie più elevate, più intensità.
(Non siamo tutti?)
—Non so ancora se questo lampione nella giusta regione.
(Non significa Svizzera ma infinitesimalità super-subatomica.)
Ora ecco il suo segnale:
—Le particelle di materia oscura colpiscono un'altra particella di materia oscura e si annichilano.
—Annihilation produce particelle di modello standard [già scoperte al 4 percento].
-Non scuro!
Dopo di che c'è una pagina intestata, con lettere alte quasi un pollice:
—Questo cambia tutto!
Conclude con queste battute ironiche:
— So cosa vogliono sapere tutti quando vedremo la materia oscura.
—La risposta potrebbe essere prima o poi — di quanto pensiamo!
Sembra abbastanza certo che quando accadrà, se accadrà presto, Lisa Randall sarà tra le prime a saperlo.
(Rapporti recenti che emergono dal nostro discorso suggeriscono altre possibili osservazioni sulla materia oscura, ma Randall ritiene che il suo scenario di interazione parziale sia ancora saliente.)
***
Sebbene il lavoro di Randall porti i suoi pensieri nello spazio, è una domanda su un'altra dimensione, lo spazio interiore, a cui fornisce la risposta più elaborata durante il nostro pranzo. Il soggetto si avvicina alla fine, mentre sta spruzzando forchette del mio calzolaio di mirtilli. Le chiedo della coscienza umana — la materia oscura dentro di noi — vale a dire se ha pensato alla domanda mente / cervello: la mente è il prodotto del cervello, tutti i nostri pensieri determinati neurochemicamente (come dicono i “materialisti”), oppure è la mente non è una schiava del cervello fisico, in qualche modo capace di libero arbitrio (come credono i "dualisti")? O non possiamo mai rispondere a questa domanda? Il filosofo Colin McGinn si definisce un "Mysterian" come omaggio alla banda di meraviglie one-hit degli anni '60 ("96 Tears") Question Mark & The Mysterians perché pensa che la nostra coscienza potrebbe non essere mai in grado di comprendere il mistero della propria natura .
Randall sembra prendere l'argomento di McGinn come una sfida: “In primo luogo, penso che sia sempre un errore dire 'mai', perché probabilmente possiamo capirne molto di più anche se alla fine non lo capiamo. In secondo luogo, non stiamo provando a rispondere a questa domanda da molto tempo. Comprendiamo molte cose ora che non avevamo capito prima. Ed è terribilmente difficile, perché non sappiamo nemmeno cosa intendiamo per coscienza. "
Di cosa parla Randall quando parla di coscienza è un continuum.
“Penso che un errore che facciamo spesso sia considerarlo come una cosa binaria, come se fossimo coscienti o non coscienti. Penso che ci sia uno spettro di coscienza e penso che sia interessante studiarlo: la differenza tra una pianta e un cane, la differenza tra un cane e un bambino, tra un bambino e un essere umano leggermente più vecchio ... Penso che sia una specie di un continuum ". Guardandolo in quel modo, dice, " sarebbe un buon inizio ".
"Mi piacerebbe vederti affrontare questo, " dico.
"Sì, forse lo prenderò il prossimo", risponde lei ridendo, il prossimo dopo aver risolto la domanda del 96 percento dell'universo di cui non sappiamo.
La sua idea di un continuum di coscienza mi ricorda un'osservazione del grande regista shakespeariano Peter Brook. "Dire che qualcuno è vivo non è abbastanza", ha detto Brook. “Puoi essere vivo per l'uno per cento, puoi essere vivo per il venti per cento. Con Shakespeare si ha qualcosa di davvero straordinario: un uomo che non è solo al cento per cento vivo, ma forse un migliaio, anche diecimila, un milione per cento in vita. "
Questo è ciò che troviamo così affascinante, così impressionante nei confronti di cosmologi, astrofisici, geni matematici. Quanto più vivi per la natura dell'esistenza - per i vasti regni di dimensioni extra - sembrano essere. Come deve essere? Emozionante, spaventoso, forse isolante poiché ci sono così pochi umani sulla terra che possono comprenderlo, e tanto meno condividerlo.
Chiedo a Randall la domanda su come l'ispirazione sia presente nel suo lavoro. Ha citato il grande poeta russo Pushkin: "L'ispirazione è necessaria tanto nella geometria quanto nella poesia". L'ispirazione per la sua nozione di "dimensioni extra", mi dice poi, è venuta in una passeggiata che ha attraversato il vecchio ponte ad arco in pietra sul fiume Charles.
"Hai avuto l'idea di dimensioni extra su quel ponte?" Le chiedo.
Lei rifiuta di bruciare l'aneddoto - ci sono già molte storie famose sui momenti eureka negli annali della fisica - e dice solo: "Beh, è stata un'intuizione", pronunciando quest'ultima parola in modo autoironico. Un'intuizione non significa necessariamente una nuova verità. A volte è solo un nuovo modo di vedere le cose. "Molte volte quando stiamo facendo il nostro lavoro, siamo [al chiuso], mettendo insieme formule, e a volte non ci pensi come il mondo in cui vivi." Facendo questa passeggiata, dice, "È stato semplicemente divertente pensare che forse ci siano queste dimensioni extra".
Dimensioni extra che significano regni matematici oltre i tre (o quattro se conti il tempo - e dovresti) con cui abbiamo familiarità. La teoria delle stringhe ora conta fino a almeno 11 dimensioni. Lungo la strada, quando è diventato più complesso, è diventato più controverso. In effetti, in una delle sue rare manifestazioni di emozione durante il nostro pranzo, Randall mi ha detto che era "stufo delle persone che chiedevano cosa dice Lee Smolin" della teoria delle stringhe. Smolin è un fisico teorico rispettato se contrarian che sostiene che le teorie delle stringhe sono andate troppo avanti nella costruzione di castelli in aria. Randall protegge le sue dimensioni extra.
Nonostante il suo affetto per la citazione di Pushkin, mi dice che non le piace pensare che il suo lavoro sia puramente alimentato da "ispirazione". Lei chiama quel pensiero "dall'alto verso il basso", inventando prima un concetto elevato e poi provando per trovare strutture a supporto. Preferisce il pensiero dal basso. In effetti descrive il suo metodo, con una certa umiltà, come un semplice "rompicapo" e trova la metafora migliore nel suo sport preferito, l'arrampicata su roccia.
“Sei fuori. È bello ", dice, " Si concentra su un problema interessante ... e ti stai alzando da qualche parte. "Capire quale percorso su una scogliera sarà fruttuoso e che porterà a una fine morta o pericolosa - e quindi farlo. Con tutti i rischi e i pericoli che ciò comporta. (Ha avuto una "brutta caduta" arrampicata in Grecia non molto tempo fa, dice.) Adotta lo stesso approccio graduale nel suo lavoro. Di conseguenza, è tutt'altro che infatuata di termini romantici nel mondo della scienza come "bellezza" ed "eleganza". "Non penso che in termini di" verità è bellezza "o" bellezza è verità "", afferma. "Preferisco ciò che funziona, non tanto elegante quanto economico", se non la distanza più breve tra due punti, il modo più semplice per arrivarci.
Anche per un estraneo, è evidente che Randall non sta solo facendo scienza importante, ma sta anche facendo qualcosa di molto coraggioso nella cultura della scienza. Nel suo discorso, sta affrontando il più grande mistero dell'universo e sta dicendo alla comunità scientifica prevalentemente maschile, che aveva favorito il modello WIMP, che potrebbero essere fuori rotta. Bisogna evitare la tendenza a pensarlo come Nancy Drew contro gli Hardy Boys.
Sapevi che avremmo dovuto parlare di genere ad un certo punto, vero?
Harvard era zero per le guerre di genere e scienza diversi anni fa, quando Larry Summers, allora presidente dell'università, fece il suggerimento incendiario che la ragione per cui ci sono così poche donne ai vertici delle professioni matematiche e scientifiche potrebbe essere che le donne sono semplicemente non adatto per la scienza e la matematica. Con l'implicazione che non si trattava di un condizionamento culturale ma di un cablaggio genetico del cervello.
"Probabilmente hai risposto a questa domanda un milione di volte", dico a Randall, "ma lascia che te lo chieda in un modo diverso: non se le donne sono migliori o peggiori, ma se c'è una differenza nel modo in cui le donne percepiscono le domande scientifiche. ”
"La cosa che dirò è che probabilmente a livello culturale, le donne sono trattate in modo diverso", dice, "il che significa che penso che tu sia criticato di più, devi ascoltare un po 'di più, devi giustificarti. Quindi penso che ci siano modi in cui probabilmente dovrai lavorare di più. Posso essere un buon ascoltatore. Posso fare le domande giuste per la maggior parte del tempo. Spesso non essendo abbastanza a casa, vedi le cose in modo leggermente diverso.
“Potrebbe essere una cosa buona e una cattiva, giusto? Vedi cose come quando gli stranieri vengono in un nuovo paese, vedi le cose un po 'diversamente. "
Ascolta segnali che non ...
"E, sai, sono cresciuto praticamente nello stesso mondo, praticamente sono andato alle stesse classi [come coetanei maschi], ma hai un'esperienza leggermente diversa ..."
L'attenzione per la scienza è fuori luogo, afferma, nella discussione sul genere. "Fa parte di un problema più grande sulle donne nella società e penso che [l'attenzione sulla scienza] sia come cercare di risolvere il problema di un albero morente guardando una piccola radice da qualche parte."
***
Dalle estremità dell'universo alla fine dell'universo: parlando con Randall ho ricordato Woody Allen in Stardust Memories lamentando un rapporto secondo cui l'universo finirà quando tutta la materia "decade" dopo trilioni di anni. La sua cupa implicazione - una questione che rimane un argomento di dibattito contemporaneo tra fisici e filosofi - era che il cosmo non ha uno scopo ultimo, nessuna "teleologia", e quindi qual è il punto di tutto il nostro sforzo per creare un significato duraturo quando nulla dura. Allegro, no?
Ero contento di aver avuto l'opportunità di chiedere a uno dei principali cosmologi del mondo la sua visione di tutto ciò: "Come pensi che finirà l'universo?", Le ho chiesto.
"Date le energie che conosciamo e la materia di cui siamo a conoscenza", dice, "continuerà ad espandersi e le cose che stanno intorno alla fine formeranno buchi neri e alla fine si irradieranno via e alla fine si espanderanno in nulla diluito. Questa è un'ipotesi. È interessante ", dice, " Ecco dove sembra che stia andando proprio ora. "
Non del tutto diverso dalle paure di Woody, sebbene senza nemmeno un accenno di angoscia di Woody Allen. Piuttosto una specie di equanimità cosmica. Ma questo non vuol dire che Randall sia incapace di gioia, di esprimere com'è provare il brivido della consapevolezza cosmica. Quando dico di essere sgomenta per la nostra ignoranza del 96 percento dell'universo, dopo tutto questo tempo a studiarlo, ha un'altra idea: "Immagino di pensarlo diversamente", dice. “Immagino di pensare che sia incredibile che sappiamo tanto quanto noi. Siamo solo persone bloccate su questo pianeta nel mezzo del sistema solare. È incredibile quanto abbiamo capito. E perché tutto dovrebbe essere così simile a noi che possiamo capirlo? Anche solo qualcosa di semplice come sapere come sarà la vita delle piante in Africa, è difficile da fare a meno che tu non ci arrivi davvero, quindi siamo in questa posizione ed è incredibile quanto abbiamo capito ”sui luoghi - spazio profondo —Non siamo stati e potremmo non andare mai.
È quel senso della prospettiva - di dimensioni diverse - che è così impressionante con qualcuno come Randall. Quindi puoi immaginare il brivido della scoperta (non scientifica) che ho provato quando le ho trovato una nuova dimensione, nel libretto di un'opera che aveva scritto. Sì, Lisa Randall ha scritto un'opera intitolata Hypermusic: Prologue, su invito di Hèctor Parra, allora professore di composizione elettroacustica al Conservatorio di Musica d'Aragona in Spagna. L'opera è stata eseguita per la prima volta al Centro Pompidou di Parigi e successivamente a Barcellona e, in estratti, al Guggenheim di New York City.
Incorpora passaggi dai suoi libri e testi originali ed è molto avanguardista, ma, allo stesso tempo, quasi incredibilmente appassionato in un modo molto vecchio stile.
Ecco alcuni momenti:
La soprano, la figura di Lisa Randall, entra, in “AEREO 1”, chiedendosi:
—Questo paesaggio ...?
Questa fase per il nostro essere?
Dov'è?
Dove finisce?
Le strutture supportano l'esistenza
Posso trovarli?
[o sono]
Puzzle che non decifrerò mai da qui.
A cui segue l'espressione nuda di:
-Angoscia
Distorsione.
Agonia.
(Devi immaginare queste parole drammatizzate da un soprano operistico.)
Ma in "AEREO III: PAURA E SPERANZA" la congettura sulle dimensioni extra cambia le cose:
—Questo passaggio — una nuova dimensione—
mi emoziona
oltre ogni cosa che abbia mai provato.
Poi improvvisamente in "Aereo IVA", le cose diventano un po 'scattanti mentre ...
—Io inserisco la quinta dimensione ...
-Spazio
E tempo
sono vivi!
—Vedo di più—
La piena estensione del nostro universo ... !!
C'è di più, ma lascerò il testo dell'opera con i suoi due punti esclamativi.
Termina PIANO V con:
—Come condivido questo con te?
E in un certo senso, nella forma operistica, ha trovato un modo per condividere le emozioni operistiche, il suo senso di meraviglia e timore reverenziale per sperimentare il cosmo. Le dimensioni extra nella sua mente. Randall non può portarci al suo livello visionario, ma può darci un senso di quanto sia elettrizzante, spaventoso e alla fine soddisfacente avere tali visioni. Per essere, diciamo, vivo al mille per cento.
