Istruzioni, ad usum Delphini, sul concetto di multiverso, le sue diverse versioni e le sue implicazioni riguardo all’interpretazione della vita nella nostra regione di universo.
Nel corso della storia, la nostra concezione dell’universo si è progressivamente modificata e perfezionata, passando da un oggetto finito, di volume fisso e abbastanza ordinato, apparso in un momento ben preciso – il fatidico big bang – a una profusione disordinata ed eterna, l’idea di un universo uniforme che si espande e si evolve e che, agli albori, avrebbe subìto per breve tempo un’espansione rapida e accelerata, chiamata inflazione, in grado di generare regioni “pulite”, a bassa entropia, di favorire la comparsa di strutture come galassie, stelle, rocce. La teoria dell’inflazione, originariamente introdotta da Alan Guth nel 1980 e successivamente sviluppata in uno schema fecondo da Andrei Linde, ha mostrato che l’universo può essere visto come un sistema che si autoriproduce, caratterizzato non da un unico big bang ma da un insieme di big bang multipli.
Una proprietà cruciale dell’inflazione sta nel fatto che il campo che la genera deve evolvere in modo che a un certo punto la sua densità di energia del vuoto possa sparire, o trasformarsi in un altro tipo di energia. Come conseguenza di questo, risulta molto improbabile che l’inflazione si fermi dappertutto nello stesso istante ed è possibile, per esempio, che nel tempo necessario a raddoppiare il volume, se il processo in grado di fermare l’inflazione agisce solo in metà di spazio, globalmente l’inflazione può non finire mai. A questo proposito, molti cosmologi invocano l’idea di bolle di non-inflazione, ovvero di strutture che possono formarsi spontaneamente per via quantistica e che poi crescerebbero a spese del volume esterno che subisce l’inflazione ma che, pur espandendosi, consumano solo una frazione fissa dello spazio che subisce l’inflazione. In questo quadro, ne deriva così che, col passare del tempo, le regioni soggette o meno all’inflazione danno luogo a una distribuzione complessa di tipo frattale di stati diversi dello spazio-tempo e l’inflazione non esaurisce mai lo spazio da espandere in quanto genera di volta in volta il proprio spazio. Questo processo, denominato originariamente da Linde inflazione eterna, comporta che abbiamo a che fare con la formazione di infinite chiazze post-inflazionarie simili a palle di fuoco, generate da regioni che subiscono l’inflazione eterna, ciascuna delle quali è più grande del nostro universo osservabile. In virtù di questo processo infinito di creazione e autoriproduzione di chiazze post-inflazionarie, per usare delle parole di Linde, si può dire che “nella Sua saggezza Dio ha creato un universo che non ha mai smesso di generare universi di tutti i tipi possibili”1 . L’idea dell’inflazione eterna implica cioè che l’intero universo sia enormemente più grande e complesso – non solo per dimensioni ma anche per diversità di caratteristiche – rispetto all’universo che siamo in grado di osservare con i nostri strumenti.
Le due prospettive generali e il principio antropico
Basandosi su un pugno di teorie fondamentali, vale a dire meccanica quantistica, relatività generale e inflazione, la fisica arriva all’esistenza di un “multiverso” che si estende all’infinito nel futuro (e magari nel passato), non ha confini nello spazio e magari, se è valida una teoria simile a quella delle stringhe (la quale invoca sei-sette dimensioni addizionali dello spazio, piccole, arrotolate, nascoste, la cui geometria è definita da centinaia di parametri che possono variare con continuità da un punto a un altro e da cui derivano le varie costanti della natura che figurano nel Modello Standard della fisica delle particelle) esibisce proprietà sorprendentemente variegate nel senso che avremmo tanti universi paralleli, caratterizzati da diversi valori delle costanti fondamentali e da un diverso contenuto di campi e particelle. In questo quadro, sembra del tutto ragionevole ipotizzare che solo qualche universo generato dall’inflazione eterna contenga esseri senzienti e forme di vita basate sulle interazioni chimiche tra molecole tenute insieme dalle forze elettromagnetiche.
Ma l’esistenza del multiverso può anche essere vista da un prospettiva diversa. Si può supporre che l’inflazione non sia eterna, che dopo l’origine dell’universo l’inflazione agisca per un po’ e poi si interrompa. Allora, sotto queste ipotesi, lo stato iniziale dell’universo evolverà in una sovrapposizione di numerose possibilità e questi universi sovrapposti avrebbero proprietà classiche abbastanza diverse. Si avrebbe cioè un multiverso quantistico in cui la fisica può ammettere diversi valori di proprietà come le costanti fondamentali, ecc…
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L’articolo è pubblicato in COELUM 274 VERSIONE CARTACEA
