Le teorie delle stringhe e delle superstringhe sono caratterizzate da una dimensione critica. Le stringhe si possono pensare in tante dimensioni, ma solo in una la teoria è ben definita. Questa è la dimensione critica. Questa dimensione è 26 (cioè 25 dimensioni spaziali più il tempo) per le stringhe puramente bosoniche. La dimensione critica è 10 (cioè 9 dimensioni spaziali più il tempo) per le superstringhe.

Le 11 dimensioni (10 spaziali più il tempo) della domanda si riferiscono alla cosiddetta teoria M, che però non è una teoria di stringhe, ma di oggetti più complicati come le membrane.

Una teoria di stringa bosonica non è realistica (contiene solo bosoni, cioè particelle di spin intero come il fotone, il gluone e il gravitone; non contiene fermioni, cioè particelle di spin semintero come l'elettrone, i quark ecc.). Le superstringhe e la teoria M possono essere teorie realistiche anche se per esse manca ancora un'evidenza sperimentale. Nonostante questa mancanza attirano tanto interesse perché riescono a descrivere le quattro interazioni fondamentali della natura (forte, debole, elettromagnetica e gravitazionale) in un quadro unitario. Per ora sono le uniche teorie in grado di farlo. Al momento attuale si sa che le teorie di superstringa in 10 dimensioni e la teoria M in 11 non sono teorie distinte ma sono manifestazioni diverse di un'unica teoria. Quindi,se questa teoria è corretta, il mondo in cui viviamo non ha 4 dimensioni (3 spaziali più il tempo), ma 10 o 11 a seconda dei fenomeni fisici che stiamo sondando.

Il problema delle dimensioni è di enorme importanza per la teoria delle stringhe (chiamo così genericamente la teoria unica di cui sopra). Non si può prenderlo sottogamba come fosse una “stranezza” della teoria. Al contrario è alla base della teoria stessa. Se la teoria di stringa è corretta le dimensioni dello spazio fisico non sono 3 ma sono realmente di più. È possibile?

Per avere un'idea di come lo spazio fisico possa sembrarci tridimensionale, anche se ha dimensioni molto più elevate, pensiamo ai fili dell'alta tensione. Visti da molto lontano sembrano delle linee e sembrano avere una sola dimensione, ma da vicino si vede chiaramente che sono oggetti tridimensionali. Con questo esempio ci possiamo rendere conto che la teoria delle stringhe forse non è “folle”, ma al contrario forse sono i nostri sensi che ci danno una idea sbagliata del numero di dimensioni dello spazio fisico. Rovesciamenti del senso comune come questo non sono nuovi, sono già successi molte volte in passato con problemi legati alla fisica...