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2014, fisica, teorie

Viviamo in un multiverso?

Se i dati sulle onde gravitazionali e l’inflazione dell’Universo sono confermati, probabilmente sì: ma i fisici si stanno ancora accapigliando.

Se tutto va come previsto, altro che bosone di Higgs: la scoperta scientifica del secolo se l’aggiudica John Kovac e il team dell’Harvard-Smithsonian Institute for Astrophysics, che hanno guidato il progetto BICEP2 al Polo Sud e ascoltato i primi vagiti dell’Universo. In un colpo solo infatti i dati delle scorse settimane potrebbero dimostrare ben di più dell’esistenza della gravità quantistica e quella dell’inflazione durante il Big Bang. Scoperte che da sole varrebbero un grosso Nobel ciascuna. Ma i dati di BICEP2 potrebbero essere la prima prova tangibile di una rivoluzione molto più che copernicana: la prova che viviamo in un multiverso.

I multiversi sono una delle idee più stimolanti e controverse della fisica contemporanea. Il bello è che non c’è un multiverso solo: spuntano dappertutto, in modo indipendente o quasi, da teorie diverse. E vari tipi di multiverso potrebbero anche esistere contemporaneamente. Il concetto di multiverso più semplice dipende soltanto dall’estensione infinita dell’Universo. L’universoosservabile è infatti finito, ma questo non vuol dire che finisca dove finisce il nostro sguardo -per quanto ne sappiamo, al di là lo spazio continua tal quale come da noi. Se veramente si estende all’infinito nello spazio, quindi, per mero calcolo delle probabilità,tutte le possibili combinazioni di materia saranno presenti da qualche parte – incluse infinite copie, più o meno simili, della Terra e anche di noi stessi. Scordatevi però di andare a trovare presto il vostro gemello: quello più vicino si trova, facendo due conti, a circa 10^(10^25) chilometri da voi.

La seconda possibilità è che gli universi siano tutti vicino a noi, qui e ora. Hugh Everett III nel 1956 ha dimostrato che è possibile dare un significato alle equazioni della fisica quantistica come se descrivessero un universo diviso in innumerevoli mondi, ciascuno corrispondente a qualsiasi evento fisicamente possibile. Immaginiamo di lanciare un dado. Secondo questa interpretazione a molti mondi della meccanica quantistica, quando lanciamo il dado l’universo si divide effettivamente in un mondo per ciascun numero che può uscire dal lancio.

Uno scenario alla Sliding Doors, insomma, in cui ogni domanda del tipo “cosa sarebbe successo se…” ha veramente una risposta. I mondi quantistici coesistono nello stesso spazio degli altri, ma una volta divisi diventano effettivamente “fantasmi” ciascuno per l’altro, invisibili e impercettibili. Il caso, considerato inevitabile nella fisica dei quanti, in questa interpretazione scompare completamente: tutto ciò che può verificarsi accade sempre, nella somma di tutti i mondi. Noi abbiamo l’impressione che il mondo sia imprevedibile perchè vediamo solo quello che accade nell’universo che stiamo abitando. L’interpretazione a molti mondi gode di un discreto successo nella comunità dei fisici.

Due tipi di multiverso e non abbiamo neanche introdotto nessuna nuova fisica! Abbiamo solo applicato la statistica, o dato un significato particolare alle equazioni della fisica quantistica standard. I dati di BICEP2 puntano diritti invece verso una terza possibilità: il multiverso inflazionario. No, non è un tragico destino dovuto alla crisi economica. È invece una delle più affascinanti teorie sull’Universo e la sua evoluzione. Secondo questa teoria il multiverso è una specie di schiuma, le cui bolle sono gli universi. In ogni momento universi nascono e si espandono vertiginosamente, secondo il meccanismo cosiddetto di inflazione eterna.

Per alcune bolle questa espansione ultrarapida cessa dopo una frazione di secondo, e lascia spazio a un’espansione normale, come accadde nel nostro universo. In altri casi però questa espansione vertiginosa può durare a lungo, o in eterno – e all’interno di questi universi possono a loro volta nascere altre “bolle”, altri universi che si espanderanno e possono farne nascere altri. Invece di un singolo Big Bang ce ne sono dunque infiniti, ciascuno originato a sua volta in un altro universo: un albero senza fine di universi che si riproducono.

I dati scoperti dallo strumento in Antartide, se confermati, sembrano dimostrare che questo scenario incredibile è reale. Infatti quasi tutti i modelli dell’inflazione durante il Big Bang prevedono inevitabilmente, come conseguenza matematica, l’esistenza del multiverso inflazionario. Non solo, questo scenario collima perfettamente con la teoria delle stringhe. La teoria delle stringhe -la migliore candidata per unificare fisica quantistica e teoria della gravitazione (unione di cui BICEP2 ha trovato evidenze sperimentali!) prevede infatti che possano esistere miliardi di universi possibili, con leggi fisiche in ciascun caso leggermente differenti.

Come mai allora vediamo un certo tipo di universo molto preciso, in cui le costanti di natura sembrano “sintonizzate” sul valore giusto per permettere la vita e la complessità? Il multiverso inflazionario ce lo spiega: ogni nuovo universo-bolla avrà delle condizioni e delle costanti leggermente diverse in partenza. L’inflazione però rende omogenea la situazione all’interno di ciascuna bolla. Noi ci troviamo in un universo con le caratteristiche perfette per noi non a causa di qualche miracolo: semplicemente, in mezzo a infiniti universi-bolla, non sorprende che qualcuno possa dare origine alla vita. E chissà se, come nel romanzo di Asimov Neanche gli Dei, non ci possano essere altri universi con costanti di natura leggermente diverse dalle nostre, ma pur sempre capaci di ospitare forme di vita.

Un’ipotesi tanto affascinante quanto bizzarra e ben difficile da portare alla prova dei fatti: fino a oggi. All’annuncio dei dati del telescopio antartico, molti fisici hanno stappato lo spumante.Come Max Tegmark, uno dei principali sostenitori dei multiversi. Egli spiega infatti che i dati sembrano essere coerenti in particolar modo con il modello di inflazione caotica previsto dai fisici Alan Guth e Andrei Linde, modello che prevede a sua volta inevitabilmente il multiverso inflazionario. Lubos Motl, fisico ceco che cura uno dei blog più famosi (e controversi) dell’ambiente della fisica teorica, è più cauto ma ammette che i dati implicano quasi certamente un multiverso inflazionario, anche se non ne sono una prova diretta.

Ma allo stesso momento sulla Rete c’è stata una rivolta da parte di tutta un’altra parte della fisica, che non riesce assolutamente a digerire il concetto di multiverso. L’astrofisico inglese Peter Coles ha riassunto lo scetticismo in un tweet, con limpido humour britannico: “Forse esiste una parte del multiverso dove i risultati di BICEP2 dimostrano il multiverso, ma non penso che sia quello dove viviamo.” Innanzitutto ci sono fisici che hanno fatto le pulci ai dati di BICEP2, indicando vari motivi per cui è bene tenersi cauti e aspettare conferme. Ma per molti fisici il multiverso è filosoficamente inaccettabile: è una specie di scusa per giustificare la nostra ignoranza. Peter Woit, matematico famoso per la sua costante critica alla teoria delle stringhe, ha scritto in un post, dove commenta i risultati di BICEP2, che “il multiverso è solo una scusa sempre buona per non essere in grado di spiegare la fisica delle particelle”.

Paul Steinhardt, Albert Einstein Professor in Science allaPrinceton University, ritiene il multiverso una delle idee di cui la fisica moderna deve sbarazzarsi al più presto. Per Steinhardt, accettare il multiverso significa essenzialmente gettare la spugna: rinunciare a spiegare in profondità perché le costanti della fisica abbiano i valori che hanno, facendo spallucce e dicendo “ci è capitato di vivere in questo universo”. Rinunciare a una spiegazione univoca è per Steinhardt rinunciare alla scienza in quanto tale. Steinhardt è arrivato al punto di dire “[il multiverso] è un’idea pericolosa che non voglio neanche contemplare.” Ironia della sorte, Steinhardt è stato uno dei grandi pionieri della teoria dell’inflazione, assieme a Guth e Linde, per poi abbandonarla in seguito.

Finché non avremo una conferma, il dibattito continuerà (e probabilmente anche dopo). Ma da oggi quella sul multiverso non è più una diatriba filosofica o teorica, ma una che si gioca su dati concreti e misurabili. Intere teorie cosmologiche sono in bilico. Che i risultati di BICEP2 vengano confermati o confutati, avremo in ogni caso scoperto qualcosa di profondissimo sulla natura dell’Universo. Non è male per delle scimmiette che vagano a bordo  di una piccola palla azzurra in mezzo al cosmo.

Informazioni su antonio blunda

Nato ad Erice (Tp). Avvocato. Forse poeta, forse scrittore. A causa di questa malattia congenita chiamata poesia, ho iniziato a scrivere in tenera età, per curarmi. La cura è ancora in corso. Segnalazione di merito al 26° Premio Internazionale di Poesia Inedita 2001 indetto dall’A.S.L.A. ( Associazione Siciliana per le Lettere e le Arti); 6° classificato al Premio Nazionale Letterario “Cicatrici Aperte” 2001, indetto dalle riviste letterarie “La Masnada” e “Prospektiva”; 1° classificato al I Premio Nazionale di Poesia Inedita “2 G” 2002, edito dal Gruppo Giovani “2 G” di Barcellona Pozzo di Gotto (Me); Segnalazione di Merito per la sezione poesia inedita al Premio “G. Palumbo” 2002 edito dal Comune di Ficarazzi (Pa); 4° pari merito al Primo Premio Nazionale di poesia inedita “Città di Fondi” 2002 edito dall’ A.N.G.A.E. ( Associazione Nazionale Giovani Artisti Emergenti) di Fondi (Lt); Selezionato per la “Enciclopedia dei poeti italiani emergenti” 2002-2003 edito dall’ Aletti Editore; Segnalazione particolare per il Premio Internazionale di Poesia “Montagna viva” edizione 2002, edito dalla Comunità Montana Valtellina di Morbegno ; Segnalazione di Merito per la sezione narrativa al Premio “G. Palumbo” 2004 edito dal Comune di Ficarazzi (Pa); Selezionato “Autore del mese” per il mese di Febbraio 2004 al concorso mensile promosso dal sito letterario ilfiloonline.it; 1° classificato al Premio letterario “Premio per la pace” 2004 promosso dal Centro Studi Cultura e Società di Torino; Autore prescelto per la regione Sicilia per la “Enciclopedia regionale dei poeti emergenti”edito dall’Aletti Editore; Finalista per la sezione narrativa al Premio Nazionale Telethon 2004; Segnalazione di merito al Premio di Poesia “Giacomo Giardina” 4° edizione (2005)– Assessorato alla Cultura del Comune di Bagheria; 1°classificato al Premio Letterario “Giulio Palumbo” – Sezione Narrativa - 4° Edizione 2005 – Comune di Ficarazzi (Pa) Finalista al Premio Letterario “Calicantus” 2006, sezione poesia inedita a tema religioso; 3° classificato al Premio Letterario “Mons. Galbiati IV Edizione – sezione poesia inedita - Carugo(Co); Menzione di merito al Premio Letterario “Rametto d’argento” 2007 – Sezione silloge inedita – Paceco (Tp); Diploma di merito al Premio Letterario “ Parole ed immagini” - XVII edizione 2007 - Comune di Boves; Premio speciale della critica alla decima edizione 2008 del Premio “Groane98” – sezione poesia inedita - Garbagnate Milanese (Mi); Finalista al concorso NarrAzioni-Sezione Scrittori 2008 indetto da "Emergenza Creativa” (www.emergenzacreativa.com); Segnalazione di merito alla 2° Edizione del Premio “Colonne d’Eroma” 2008 - S. Flavia (Pa) - sezione podio; Autore prescelto per l’Enciclopedia dei Poeti Italiani Contemporanei - 2009, edita da Aletti Editore; Autore prescelto per la “Agenda degli artisti 2010” (concorso indetto da “Estro-Verso Community italiana Autori, Artisti ed Editori www.estro-verso.org; Finalista per la sezione “aforismi” nel concorso indetto dal sito www.pensieriparole.it ; Finalista al 1° Premio Internazionale di Poesia Letteratura e Pittura utenti di Facebook; Finalista al Premio “Arenella” sezione Poesia inedita, indetto dall’Ass. culturale “Palermo Cult – pensiero” 2010; Autore italiano presente sulla rivista letteraria americana "Californian Quarterly" vol. 36 n.2; Autore italiano presente sulla rivista letteraria americana "Californian Quarterly" vol. 36 n.4; Finalista al Premio "Valenzine" 2011 ( www.scripta-volant.org); Autore prescelto al Premio "Extroversi 2011" - Palermo; Attestato d'onore al premio "Vivarium - Omaggio a Giovanni Paolo II"- 2011 ; Diploma di merito alla XXI Edizione del Premio "Parole e immagini" - Mella na di Boves 2011; Segnalazione di Merito alla VI Edizione del Premio "Ut unum sint" - Ecumenical World Patriarchate 2011; Presente su diversi siti internet ed antologie letterarie;

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