L’universo in cui viviamo potrebbe non essere l’unico là fuori. Infatti, il nostro universo potrebbe essere solo uno degli infiniti universi che compongono un “multiverso”. E non c’è solo un modo per arrivare a un multiverso – numerose teorie fisiche puntano indipendentemente a tale conclusione. Infatti, alcuni esperti pensano che l’esistenza di universi nascosti sia più probabile che non.
Queste sono le cinque teorie scientifiche più plausibili che suggeriscono che viviamo in un multiverso:
1. Universi infiniti
Gli scienziati non possono essere sicuri di quale sia la forma dello spazio-tempo, ma molto probabilmente è piatta (invece che sferica o a forma di ciambella) e si estende all’infinito. Ma se lo spazio-tempo va avanti all’infinito, allora deve iniziare a ripetersi ad un certo punto, perché c’è un numero finito di modi in cui le particelle possono essere disposte nello spazio e nel tempo.
Quindi se guardi abbastanza lontano, incontrerai un’altra versione di te – in effetti, infinite versioni di te. Alcuni di questi gemelli staranno facendo esattamente quello che stai facendo tu adesso, mentre altri avranno indossato un maglione diverso questa mattina, e altri ancora avranno fatto scelte di vita e di carriera molto diverse.
Poiché l’universo osservabile si estende solo fino a dove la luce ha avuto la possibilità di arrivare nei 13,7 miliardi di anni dal Big Bang (che sarebbero 13,7 miliardi di anni luce), lo spazio-tempo oltre quella distanza può essere considerato come un proprio universo separato. In questo modo, una moltitudine di universi esiste uno accanto all’altro in una gigantesca trapunta patchwork di universi.
2. Universi bolla
In aggiunta agli universi multipli creati dall’estensione infinita dello spazio-tempo, altri universi potrebbero nascere da una teoria chiamata “inflazione eterna”. L’inflazione è l’idea che l’universo si sia espanso rapidamente dopo il Big Bang, in effetti gonfiandosi come un palloncino. L’inflazione eterna, proposta per la prima volta dal cosmologo della Tufts University Alexander Vilenkin, suggerisce che alcune sacche di spazio smettono di gonfiarsi, mentre altre regioni continuano a gonfiarsi, dando così origine a molti “universi bolla” isolati.
Quindi, il nostro universo, dove l’inflazione è finita, permettendo la formazione di stelle e galassie, è solo una piccola bolla in un vasto mare di spazio, parte del quale si sta ancora gonfiando, che contiene molte altre bolle come la nostra. E in alcuni di questi universi bolla, le leggi della fisica e le costanti fondamentali potrebbero essere diverse dalle nostre, rendendo alcuni universi davvero strani.
3. Universi paralleli
Un’altra idea che nasce dalla teoria delle stringhe è la nozione di “braneworlds” – universi paralleli che si librano appena fuori dalla portata del nostro, proposta da Paul Steinhardt della Princeton University e Neil Turok del Perimeter Institute for Theoretical Physics in Ontario, Canada. L’idea deriva dalla possibilità che il nostro mondo abbia molte più dimensioni delle tre dello spazio e una del tempo che conosciamo. Oltre alla nostra “brana” tridimensionale dello spazio, altre brane tridimensionali potrebbero fluttuare in uno spazio di dimensioni superiori.
Il fisico della Columbia University Brian Greene descrive l’idea come la nozione che “il nostro universo è una delle potenzialmente numerose ‘lastre’ che galleggiano in uno spazio di dimensioni superiori, un po’ come una fetta di pane in un più grande pane cosmico”, nel suo libro “The Hidden Reality” (Vintage Books, 2011).
Un’ulteriore piega di questa teoria suggerisce che questi universi di brane non sono sempre paralleli e fuori portata. A volte, potrebbero sbattere l’uno contro l’altro, causando ripetuti Big Bang che resettano gli universi più e più volte.
4. Universi Figlia
La teoria della meccanica quantistica, che regna sul piccolo mondo delle particelle subatomiche, suggerisce un altro modo in cui potrebbero sorgere universi multipli. La meccanica quantistica descrive il mondo in termini di probabilità, piuttosto che di risultati definiti. E la matematica di questa teoria potrebbe suggerire che tutti i possibili risultati di una situazione si verificano – nei loro universi separati. Per esempio, se si raggiunge un incrocio dove si può andare a destra o a sinistra, l’universo presente dà origine a due universi figli: uno in cui si va a destra e uno in cui si va a sinistra.
“E in ogni universo, c’è una copia di te che assiste all’uno o all’altro risultato, pensando – erroneamente – che la tua realtà sia l’unica realtà”, scrive Greene in “La realtà nascosta”. Universi matematici
Gli scienziati hanno discusso se la matematica sia semplicemente uno strumento utile per descrivere l’universo o se la matematica stessa sia la realtà fondamentale e le nostre osservazioni dell’universo siano solo percezioni imperfette della sua vera natura matematica. Se è quest’ultima ipotesi, allora forse la particolare struttura matematica che compone il nostro universo non è l’unica opzione, e in effetti tutte le possibili strutture matematiche esistono come universi separati.
“Una struttura matematica è qualcosa che si può descrivere in un modo che è completamente indipendente dal bagaglio umano”, ha detto Max Tegmark del MIT, che ha proposto questa idea cerebrale. “Credo davvero che ci sia questo universo là fuori che può esistere indipendentemente da me e che continuerebbe ad esistere anche se non ci fossero esseri umani.”
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