MetisMagazine

L’UNIVERSO ELEGANTE DEI WORMHOLE, DELLE CORDE DI VIOLINO E DEI MULTIUNIVERSI

Lo scienziato Stephen Hawking, due settimane prima di morire (marzo 2018) ci ha voluti includere nella sua preziosissima eredità regalandoci, come lascito, un’ultima ricerca dal titolo “A Smooth Exit from Eternal Inflation”, scritta insieme al collega Thomas Hertog, professore di fisica teorica dell’Università Ku Leuven.

Nell’articolo di sorprendente portata per il mondo scientifico, il genio britannico espone, con complicate formule matematiche, la sua teoria sulla possibilità da parte dell’uomo di riuscire a individuare, attraverso una sonda in grado di rilevare una radiazione cosmica di fondo, altri Universi oltre al nostro.

Hawking, che in questo suo ultimo articolo si è spinto audacemente al di là di dove Star Trek non osa, ha calcolato che globalmente il nostro Universo sia come un frattale infinito, con un mosaico di differenti universi-tasca separati da un oceano inflazionario.

Condensando prosaicamente il ragionamento scientifico di Hawking, dovrebbero esistere mondi paralleli al nostro dove staremmo vivendo le nostre stesse vite ma in differenti aspetti, poiché condizionate da scelte diverse fatte rispetto a quelle intraprese nella nostra realtà, come in una sorta di Sliding Doors infiniti.

Stephen Hawking (Copyright immagine)

 

Insomma per la “Teoria dei Molti Mondi”, provate ad immaginare di trovarvi di fronte a una scelta da compiere e qualcosa, magari una telefonata o un ingorgo stradale, interviene a farvi intraprendere una strada piuttosto che un’altra. Immaginate che in quel preciso momento il vostro mondo si divida in due, uno stesso passato e due futuri, chissà anche molto diversi e immaginate che questo capiti molte e molte volte e che una miriade di mondi popolino il nostro Universo.

E quindi se perciò si raggiungesse un bivio dove si potrebbe andare a destra oppure a sinistra, l’attuale Universo originerebbe due universi-derivazioni: quello in cui si va a destra, e quello in cui si va a sinistra visto che, come chiarito dal geniale fisico Brian Greene nel saggio “La Realtà Nascosta“:

In ognuno di questi universi esiste una vostra copia intenta a vivere le conseguenze sia dell’uno che dell’altro risultato, convinta – erroneamente – che la propria realtà sia anche l’unica.

 

Ovviamente questi universi alternativi potrebbero essere governati da leggi fisiche uguali o radicalmente diverse dalle nostre e questo aiuterebbe a spiegare anche perché, d’altronde, data la varietà di condizioni ostili possibili, quello in cui viviamo sia un Universo così incredibilmente adatto alla vita.

Questa portentosa intuizione di Hawking si riallaccia alle teorie sull’esistenza di un universo espandibile studiato dalla meccanica quantistica, scienza che studia dagli inizi del ‘900, con Max Planck, il comportamenti dei “quanti” di energia attraverso teorie relativistiche che descrivono il mondo in termini di probabilità, piuttosto che di risultati definitivi.

Brian Greene in L’Universo Elegante (Copyright immagine)

E a proposito di relatività, potremmo non riallacciarci ad Albert Einstein?

La Teoria della Relatività

Albert Einstein realizzò che spazio e tempo sono soltanto differenti aspetti di un singolo oggetto che chiamò “spazio-tempo”. Corpi di enormi dimensioni, come pianeti, possono deformare e distorcere lo spazio-tempo e la gravità, di cui noi abbiamo esperienza come forza di attrazione, è infatti una conseguenza di questa deformazione.

Proprio come un peso posizionato su un tappeto elastico creerà una depressione in cui un vicino oggetto rotolerà, così un corpo di enormi dimensioni come un pianeta distorce lo spazio, attraendo gli oggetti vicini.

Se lo spazio-tempo si estendesse in piano all’Infinito, allora a un certo punto si verificherebbe un processo di ripetizione, visto che non possono esistere combinazioni infinite di particelle, da poter essere disposte nello spazio e nel tempo.

Quindi, se ci spostassimo abbastanza lontano nello spazio-tempo, potremmo incontrare infinite versioni di noi.

La Teoria delle Stringhe

Al momento, la teoria più promettente per tentare di risolvere uno dei maggiori problemi teorici che affliggono la fisica fondamentale e che è riuscita ad integrare la teoria della gravitazione – o della relatività generale,che dir si voglia- einsteiniana con la meccanica quantistica è La Teoria delle Stringhe.

Storicamente, la teoria nasce nel 1968 per altri scopi (capire le interazioni forti), con il fisico italiano Gabriele Veneziano e si basa sull’assunto che tutte le particelle elementari che osserviamo non sono nient’altro che piccolissime stringhe oscillanti.

Come le corde di un violino producono suoni diversi secondo il modo in cui vibrano, così oscillazioni diverse delle stringhe corrispondono a particelle differenti (stringhe che,per altro, possono essere chiuse o aperte e possono fondersi tra di loro).

I ricercatori hanno osservato che tra le diverse oscillazioni della stringa appare sempre il gravitone, ovvero la particella responsabile delle interazioni gravitazionali, la cui principale peculiarità è la predizione secondo cui nell’Universo non esisterebbero solo le tre dimensioni spaziali che percepiamo (altezza, lunghezza e larghezza), bensì nove o dieci dimensioni, a seconda di quale variante della teoria si consideri.

Queste dimensioni “extra” non sarebbero percepibili in quanto avviluppate su se stesse su scale piccolissime (compattificate).

Per rendere l’idea, si immagini un tubo molto lungo e piuttosto sottile: osservandolo da lontano, il tubo apparirà come un oggetto unidimensionale, praticamente come una semplice linea, mentre, osservandolo da vicino con una lente o con un microscopio, si potrà apprezzare la sua struttura bidimensionale.

Ne “L’Universo elegante”, Brian Greene descrive ben 9 versioni di universi paralleli, a seconda della teoria della fisica che prendiamo in esame -dice- si genera un certo tipo di multiverso: c’è quello patchwork, quello inflazionario, quello a brane, quello ciclico, quello quantistico e via discorrendo.

Gli universi potrebbero essere come le pezze della coperta patchwork che si ripetono identiche ogni tanto, oppure come i buchi nel groviera separati dal formaggio, o come le bolle in una infinita vasca da bagno piena di bagnoschiuma che si infilano una dentro l’altra.

Ma è possibile passare da un Universo ad un altro?

I wormhole

Concludiamo con la semplificazione di un altro concetto-chiave: i wormhole.

I wormhole (o ponti di Einstein-Rosen) sono dei tunnel, o ponti, che collegano due punti dell’universo.

Entrando da un’estremità del tunnel si uscirebbe quasi istantaneamente all’altro capo nonostante questi due punti possano essere separati miliardi di anni luce.

Dal momento che a velocità relativistiche il tempo rallenta si possono ipotizzare viaggi nel tempo grazie ai wormhole.

Supponendo di poter tenere un’estremità del cunicolo spazio-temporale ferma e accelerare l’altra rispetto alla prima riportandola poi indietro al punto di partenza, avremo che sarà passato meno tempo per il buco bianco d’uscita del ponte che dal buco nero d’entrata.

Questo implica che qualsiasi cosa attraversi il wormhole in un verso o nell’altro uscirà dall’altro lato a un tempo precedente rispetto a quando è entrata cioè che se una persona entrasse nel buco nero mentre l’uscita del tunnel è in accelerazione allora quando ne uscirà, essendo passato meno tempo rispetto alla bocca d’entrata, si ritroverà in un tempo precedente rispetto al suo ingresso.

Questo discorso è valido anche se applicata alla Teoria delle Stringhe: i viaggio nel tempo sarebbero possibili anche nel caso in cui un ponte di Einstein-Rosen collegasse due universi paralleli distinti solo da una diversa linea temporale.

Wormholes o ponti di Einstein-Rosen (Copyright immagine)

Succederà?

Non ci resta che attendere che i fisici quantistici scardino sempre di più i segreti dei nostri Universi!

Rispondi