Per i corpi macroscopici la massa compare in due situazioni diverse. Nella prima è il rapporto tra la forza applicata al corpo e l'accelerazione che il corpo acquista in conseguenza dell'applicazione della forza. Questa è la massa inerziale, che compare nella seconda legge della meccanica. Nella seconda istanza la massa è definita dalla forza che attrae il corpo ad un altro di riferimento (è proporzionale al prodotto di questa forza per il quadrato della distanza, secondo la legge di Newton). Questa è la massa gravitazionale. È stato dimostrato sperimentalmente che le due masse coincidono. Quindi esiste una sola e unica massa.

Questo non definisce la natura della massa, non dice che cosa è intrinsecamente la massa, ma ci dà la massa in rapporto ad altre grandezze fisiche. La fisica (classica, in questo caso) non si occupa dell'essenza della massa, così come non si occupa dell'essenza dell'energia. Si occupa invece dei rapporti in cui massa ed energia entrano tra loro e con altre grandezze fisiche. Perché la fisica si occupa di misure e le misure sono rapporti.

Per la verità, il progresso scientifico dell'ultimo secolo ci ha portato a una conoscenza decisamente più dettagliata della massa dei corpi macroscopici. In qualche misura abbiamo un'idea anche della natura della massa di questi ultimi. Sappiamo che i corpi macroscopici sono fatti di atomi, gli atomi di nuclei ed elettroni, che pure i nuclei sono composti da nucleoni, che sono a loro volta composti da quark e gluoni, ecc. Quindi la loro massa è il risultato delle masse delle particelle costituenti e delle energie che le tengono insieme. Ma di nuovo ci troviamo di fronte alla domanda: che cos'è la massa delle particelle elementari, la massa dell'elettrone o di un quark? Ancora una volta la scienza non si fa immobilizzare da domande sull'"essenza". Quindi la domanda efficace non è "che cosa è la massa" o "che cos'è l'energia", ma, "qual è la relazione tra massa ed energia, quali sono le modalità per cui si trasformano l'una nell'altra" e così via. In particolare una domanda ha appassionato i fisici: da dove viene la massa delle particelle elementari? Le teorie fondamentali più accreditate infatti partono da particelle prive di massa (condizione per cui le teorie presentano il massimo di simmetria) e hanno l'ambizione di spiegare l'origine della massa misurata. Ad oggi esiste un solo meccanismo che spiega l'origine della massa: si tratta del meccanismo di Higgs. Questo meccanismo spiega la massa delle particelle come il risultato della "condensazione" di energia potenziale necessaria alla particella per acquisire una configurazione stabile. Per inciso, è anche per questo motivo che la ricerca della particella di Higgs (fondamentale nel fenomeno di Higgs, e non ancora verificata sperimentalmente) è così importante. L'LHC di Ginevra ci dovrebbe presto dire qualcosa in proposito.

Oggi parliamo di materia ed energia come costituenti fondamentali dell'Universo. Associamo alla materia la proprietà di avere una massa. Sappiamo che la materia e l'energia dell'Universo sono solo in piccola parte quelle che ci sono familiari e che sono state testate in laboratorio, per la precisione solo il 4%. Il resto è fatto da materia ed energia "oscure". L'aggettivo ha un'origine tecnica ma rappresenta bene lo stato di ignoranza in cui ci troviamo. È molto probabile che ogni progresso verso una maggiore conoscenza di queste forme di materia ed energia ci porti più vicini a una descrizione più affidabile dell'Universo in cui viviamo e quindi anche della natura della massa e dell'energia.

Dopo questa premessa, la risposta alle domande puo' essere così riassunta:

1) la difficoltà nel trovare l'evidenza sperimentale del gravitone (una particella priva di massa che media l'interazione gravitazionale, così come il fotone media l'interazione elettromagnetica) è legata alle energie troppo elevate richieste per ‘eccitare’ questa particella in laboratorio. Non è escluso tuttavia che esaminando per esempio la radiazione di fondo dell'Universo (un 'fossile’ che contiene informazioni su un'epoca iniziale dell'universo in cui le energie in gioco erano altissime) si possa trovare nei prossimi anni evidenza indiretta della sua esistenza.

2) come ho cercato di spiegare sopra, i fisici hanno imparato chela domanda più efficace non è "perché due corpi dotati di massa si attraggono?" (una domanda filosoficamente stimolante, ma scientificamente arida) ma, semmai, di partire dalla constatazione che due corpi dotati di massa si attraggono, e trarne tutte le conseguenze sperimentali. Nel processo di confronto tra dati sperimentali riguardanti corpi con e senza massa, anche lo stesso concetto di massa si verrà via via chiarificando, come l'esperienza pregressa ci ha dimostrato.

3) la massa caratterizza l'interazione gravitazionale (ne è la "carica"), non le altre tre interazioni (elettromagnetica, debole e forte).