In quante dimensioni viviamo? Continuiamo la nostra discussione sulla dimensione spaziale passando al mondo dell’ultragrande, cioè le distanze intergalattiche.
Avete mai sentito parlar della curvatura spazio-tempo? Ce lo diceva Einstein e se è vero significa che viviamo in uno spazio a 4 dimensioni.

C’è chi dice che il tempo è la quarta dimensione, ma non è una dimensiona spaziale. Qui parliamo di dimensioni spaziali invece. E vorrei parlare della quarta. Se poi si aggiunge il tempo allora arriviamo a cinque.
Calma e sangue freddo, non sono troppe… anzi forse sono troppo poche.
Avrete già letto nel mio precedente post
https://pietrocalandra.wordpress.com/2017/12/09/la-dimensione-spaziale-i-lultrapiccolo/
che noi siamo confidenti del fatto che viviamo in un 3D. C’è l’altezza, la larghezza e la profondità di oggetto. Le coordinate GPS sono due ma dobbiamo aggiungere la altitudine e arriviamo sempre a tre. Notate che servono tre numeri per identificare la posizione di un punto in uno spazio a tre dimensioni.
Se disegnamo un grafico sul foglio di carta servono due assi: x e y, e quindi due sole coordinate. Ricordate sempre: serve un numero di coordinate uguale al numero delle dimensioni. Ovviamente. Questa puntualizzazione, forse superflua, ci servirà dopo.
Intanto chiariamo cosa succede nell’Universo quando ci sono masse enormi come grandi galassie o addirittura i buchi neri. Qui non dobbiamo rifletterci molto, dobbiamo fidarci di ciò che ci dicono i grandi scienziati: lo spazio-tempo si curva.
Chiariremo che una curvatura implica una quarta dimensione. Spaziale.
Intanto, come possiamo concepire uno spazio a quattro dimensioni?
Da un punto di vista matematico niente è più semplice: basta aggiungere una coordianata in più alle altre tre (la x, la y e la z) che già abbiamo. Niente di più facile, quindi. Come si localizza un oggetto in uno spazio a 57 dimensioni? Basta dare 57 numeri… uno per ciascuna dimensione. Con quest’approccio troviamo quindi il coraggio di parlare di quante dmensioni vogliamo, anche se ci viene difficile visualizzare tutto ciò con la nostra mente. Ma saperlo descrivere è già qualcosa…
Ora passiamo a capire come può essere costituito uno spazio a quattro dimensioni.
Andiamo per gradi.
Prendiamo il caso più semplice: una linea. Nessuno ha dubbi che una linea è monodimensionale, cioè ha una sola dimensione. Un solo numero per localizzare un punto al suo interno, per esempio la distanza dalla sua origine.
Un treno sui binari può solo andare avanti o indietro, perché è costretto a muoversi lungo quella linea e non fuori da essa. Per localizzare il treno basta quindi indicare la sua disanza dalla stazione di partenza, per esempio. Scusate l’esempio banale ma avete capito: se c’è solo la coordinata x serve solo l’ascissa.
Ora, immaginiamo di “curvare” i binari e di far sì che la strada ferrata faccia una lunghissima e dolcissima curva fino a chiudere un cerchio. I binari ora hanno fatto un anello. Il treno, ovviamente, potrà sempre muoversi in avanti o indietro, ma “visto dall’alto” quella linea monodimensionale, ora curva, delimita una regione BI-dimensionale, cioè la superficie rotonda racchiusa da questo binario. Ma chi sta dentro il treno non lo sa: perché ci sta imprigionato dentro. Lo capisce perché correndo sempre in avanti a un certo punto arriverà al punto di partenza, come in certi film dell’orrore. Invece non c’è niente di orrorifico, ma tutto molto, molto, semplice algebricamente.
Ora pensiamo a una superficie. Curviamola e chiudiamola: abbiamo ottenuto una sfera. O un cilindro, poco importa. Anche stavolta, curvare un oggetto gli fa conquistare una dimensione in più. Chi sta in quell’oggetto non può saperlo ma chi ne sta fuori sì.
Ora continuiamo. Una grande galassia curva lo spazio-tempo? Bene, significa che sta costruendo una dimensione in più che noi non possiamo sperimentare perché siamo intrappolati in questo 3D ma possiamo avere prova della sua esistenza. Se puntiamo un laser da una parte se aspettiamo che il raggio di luce percorra la sua strada prima o poi ci arriverà dal retro, oppure la luce che proviene da una stella lontana poi ci arriva anche dalla parte opposta, perché “ha fatto il giro”. Almeno così dicono gli scienziati, se non volete credere a me. Ancora: tutte le galassie si allontanano tra di loro ma come se ciascuna di esse fosse al centro dell’universo. Questo dicono le misure. Insomma, di prove ce ne sono.
Ora cosa succede, “in pratica” se lo spazio è curvo? La luce che passa attraverso un vetro curvo non sperimenta una “LENTE”? Ecco le famose “lenti gravitazionali” formate dalle galassie massicce che curvano il loro spazio intorno e come delle vere e proprie “lenti” deviano la luce provenienti dagli oggetti al di là. Di prove ne abbiamo eccome.
Esattamente come la superficie sporca di un pallone di calcio è la scorza di una palla sferica, oppure come il binario è il bordo di un cerchio enorme, così il nostro spazio 3D non è altro che la periferia o il “bordo” di una struttura spaziale a quattro dimensioni.
Siamo solo al bordo marginale dell’universo vero.
Nessun problema, è vero, lo sappiamo descrivere matematicamente.. quindi facciamo pace con questo sconcertante aspetto.

Se volete ascoltare l’intervista a Radio Cusano ecco il link

http://www.tag24.it/podcast/pietro-calandara-scienziato-salotto/

Quello che ci importa è che a mio avviso, a questo punto, QUALCUNO in quella quarta dimensione ci sarà pure. Io lo chiamo “Il Signore” oppure “Dio” e voi?