La nuova teoria prese l’avvio nel 1968 da un’osservazione del fisico italiano Gabriele Veneziano, a quel tempo ricercatore presso il CERN di Ginevra. Egli stava analizzando una serie di dati sperimentali riguardanti la forza nucleare forte, quando notò che una formula utilizzata per descrivere una classe di curve geometriche, la cosiddetta “funzione beta”, inventata 200 anni prima dal matematico svizzero Leonhard Euler (meglio noto con il nome latinizzato di Eulero), forniva un’utile sistemazione matematica dell’argomento che stava studiando.

L’intuizione di Veneziano venne in seguito ampliata e si scoprì che se le particelle elementari venivano assimilate a fili vibranti (detti stringhe o corde, in inglese string), invece che ad enti puntiformi privi di struttura interna come suggeriva il cosiddetto Modello Standard (lo strumento concettuale che è stato utilizzato, nel corso del Novecento, per spiegare il comportamento delle particelle elementari), la funzione beta avrebbe descritto con altrettanta coerenza le interazioni fra particelle.

Le stringhe (non ci si lasci ingannare dal nome) sono fili infinitamente corti e sottili, tanto che risulterebbero invisibili anche se venissero esaminati da strumenti miliardi di volte più potenti di quelli attualmente disponibili: si tratta di strutture le cui dimensioni sono vicine alla cosiddetta lunghezza di Planck (corrispondente a 10^-33 cm), la più piccola concepibile in fisica, ma che vengono tese con una forza incredibilmente grande: fino a 10³⁹ tonnellate.

Max Planck

Sarebbe proprio questa enorme tensione a determinare la frequenza di vibrazione: più essa è grande, maggiore è la massa della particella associata, e di conseguenza maggiore è la forza di gravità che questa particella esercita sulle altre.

In questo modo la teoria delle superstringhe collegherebbe genialmente la gravità descritta dalla relatività generale con la struttura delle particelle elementari descritta dalla meccanica quantistica.

Questo comporta un fondamentale salto di qualità. Infatti, con le loro teorie, Newton ed Einstein si limitavano a spiegare un fenomeno di cui già si aveva esperienza diretta; nel caso della teoria delle stringhe la gravità si trova invece direttamente incorporata nel suo nucleo teorico, tanto che, anche qualora non ci fosse stata alcuna esperienza precedente di questa forza, essa sarebbe emersa come conseguenza della teoria stessa. In altri termini la teoria delle superstringhe non spiega, ma prevede l’esistenza della gravità, perché da essa emergono spontaneamente tutte e quattro le particelle mediatrici (o messaggere) delle interazioni fondamentali e la loro unificazione avviene in modo naturale.

I modi di vibrazione di questi fili sottilissimi e cortissimi, spesso chiusi ad anello, generano tutte le particelle elementari che costituiscono il nostro Universo, un po’ come una corda di violino più o meno tesa genera un numero praticamente infinito di toni musicali.

Non siamo lontani dal concetto di vibrazione musicale come base di tutto l'esistente.

Il prefisso super fu aggiunto alla teoria delle stringhe quando si scoprì che la teoria stessa possedeva una supersimmetria, cioè quando ci si rese conto che ad ogni particella di materia corrispondeva una particella di forza e viceversa.

Per capire di cosa si tratta si deve sapere che le particelle elementari si dividono in due grandi famiglie: “fermioni” (dal nome del fisico italiano Enrico Fermi) e “bosoni” (dal nome del fisico indiano Satyendra Bose). Della prima famiglia fanno parte le particelle di materia come elettroni e quark; della seconda le particelle mediatrici delle forze come fotoni e gravitoni. Ebbene, la supersimmetria afferma che ad ogni particella conosciuta ne corrisponde un’altra di aspetto sconosciuto ma di comportamento simile.

A queste particelle, nonostante nessuno le abbia mai viste, è stato peraltro assegnato un nome: per esempio, simmetrica al fotone (la particella mediatrice della forza elettromagnetica) corrisponde il fotino (particella materiale); il partner simmetrico del quark (un fermione) è il bosone s-quark, e così via.

La teoria delle superstringhe comprende ben cinque varianti, denominate tipo I, tipo IIA, tipo IIB, eterotica O ed eterotica E, tutte teorie molto simili fra loro ma non identiche. Di simile hanno ad esempio il fatto che tutte quante necessitano di nove dimensioni dello spazio (oltre a quella temporale, per un totale di dieci dimensioni) entro cui poter agire, e non solo delle tre di cui abbiamo percezione diretta.

Di queste complessive dieci dimensioni sei sono invisibili, risultando strettamente accartocciate su sé stesse (con termine tecnico si dicono compattificate, un obbrobrio lessicale) perché “strangolate” dalle stringhe che si avvolgono intorno ad esse (come fossero elastici che stringono la camera d’aria di una bicicletta) impedendo loro di espandersi.