Introduzione

Stephen Hawking e altri astrofisici hanno proposto che il nostro cosmo è solo parte di un ‘Multiverso’“. Come può essere scientificamente provato? Anche se fosse corretto, cosa accadrebbe se il nostro universo si scontrasse con un altro universo?

Una ipotesi metafisica

Il concetto di altri Universi è qualcosa chiamato “ipotesi metafisica“. È un costrutto offerto per spiegare i fenomeni nel nostro stesso Universo, ma è, per quanto ne sappiamo, non dimostrabile. Uno degli argomenti preferiti di molti autori di fantascienza – la nozione di universi paralleli – è stata introdotta nella scienza con l’avvento della cosmologia e della fisica quantistica.

In primo luogo, i teorici hanno sviluppato l’idea degli universi paralleli per affrontare i problematici principi antropici, sia “L’Antropico Forte”, che suggerisce che l’Universo deve essere solidale con la vita per esistere, sia “L’Antropico Debole”, che afferma che l’Universo può esistere senza essere favorevole alla formazione della vita. Le forme di vita prosperano sulla Terra perché il cosmo è strutturato in modo da aver permesso alla vita di evolversi e di persistere.

L’Universo e le 4 forze fondamentali

Il nostro Universo è governato da quattro forze fondamentali distintive: la gravità, l’elettromagnetismo e le due forze nucleari: debole e forte. La gravità governa le interazioni attraenti tra tutti gli oggetti materiali. L’elettromagnetismo si riferisce alla forza tra tutte le interazioni elettriche e magnetiche. Le forze nucleari deboli e forti si riferiscono alle interazioni tra particelle nucleari.

La forza nucleare debole presiede al decadimento radioattivo e la forza nucleare forte lega le particelle subatomiche all’interno del nucleo. Mentre la gravitazione e l’elettromagnetismo sono entrambe forze di portata infinita, la cui forza diminuisce con il quadrato della distanza, le forze nucleari sono limitate alla portata di un nucleo atomico. Inoltre, la gravità è abbastanza debole, mentre la forza nucleare forte è immensamente forte.

I fisici si sono chiesti perché queste forze differiscono così profondamente nel carattere. Perché la gravità è così debole e le forze nucleari così relativamente potenti? Perché l’elettromagnetismo non ha limiti nella sua influenza, ma le forze nucleari sono limitate ad un nucleo atomico?

Se queste forze fondamentali fossero state diverse per forza e portata, l’Universo sarebbe stato notevolmente diverso. Per esempio, se la gravità fosse stata solo leggermente più forte, l’Universo sarebbe imploso su se stesso quasi dopo l’evento della creazione. Al contrario, se la gravità fosse stata leggermente più debole, la materia si sarebbe dispersa invece di inglobare galassie, stelle e pianeti.

Questi parametri sono stati impostati deliberatamente – un concetto che fa andare in setticemia alcuni studiosi – o si sono semplicemente sviluppati in modo naturale?

Ipotesi dei molti Universi

Un’ipotesi afferma che esistono molti Universi. Ogni Universo sarebbe il proprio sistema spazio-temporale indipendente dagli altri. Quindi, forse, in un altro Universo la gravità è molto più debole e consiste in una nebbia materiale rarefatta? O, forse, in un altro Universo la gravità è forte e si è rapidamente estinta come una bolla.

Gli universi paralleli forniscono una possibile spiegazione del perché il nostro Universo ospita la vita. Le sue forze di governo erano delle forze relative necessarie per consentire lo sviluppo della vita. Potrebbero benissimo esistere miriadi di universi privi di vita.

Universi paralleli e fisica quantistica

Gli universi paralleli sono stati introdotti anche nella fisica quantistica. Sappiamo che il mondo quantistico mostra comportamenti molto diversi dal mondo macroscopico. A livello quantistico, le particelle possono esistere in una varietà di stati simultaneamente. L’atto di osservare le particelle fa collassare le forme d’onda e la particella esiste quindi in uno stato specifico.

Questo principio è stato illustrato dal Gatto di Schrodinger, un esperimento di pensiero originariamente progettato per illustrare le assurdità della teoria quantistica. Nello scenario del Gatto di Schrodinger, un gatto è racchiuso in una scatola con una fiala di gas velenoso posta sotto un martello attaccato ad un contatore geiger. All’interno della scatola si trova un materiale radioattivo che emette spontaneamente particelle alfa (nuclei di elio). Se il materiale radioattivo emette una particella alfa, il contatore geiger attiverà il martello che romperà la fiala, rilasciando il gas che ucciderà il gatto. Se non si verifica alcuna emissione, il martello rimarrà nella sua posizione e la fiala di gas velenoso rimarrà intatta. (Mentre gli scienziati possono prevedere il tasso di decadimento per lunghi periodi, non possono prevedere il momento preciso di ogni emissione di particelle alfa). Di conseguenza, il gatto rimarrà vivo, anche se, probabilmente, infuriato nel suo confinamento.

Se la scatola è chiusa, non possiamo osservare nulla che traspaia al suo interno. Per quanto ne sappiamo, la particella alfa potrebbe essere stata emessa, o potrebbe non esserlo stata. Il gatto potrebbe essere stato ucciso o potrebbe essere vivo. Finché non apriamo la scatola e osserviamo il gatto, non possiamo sapere se il gas velenoso è stato rilasciato o meno. Il gatto esiste contemporaneamente in due possibili stati: morto o vivo, e continuerà a farlo fino a quando non apriremo la scatola e faremo crollare le forme d’onda.

Cosa determinerà con precisione se il gatto muore o meno entro un determinato lasso di tempo?

La Teoria dei Molti Mondi

La Teoria dei Molti Mondi suggerisce che l’Universo si scinde in un’altra copia. In un Universo, la particella alfa viene emessa e il gatto muore. In un altro Universo, la particella alfa non viene emessa e il gatto sopravvive. Se apriamo la scatola per osservare il gatto infastidito, ma ancora vivo, siamo rimasti nell’Universo in cui il gatto sopravvive. In un Universo parallelo, chiamato “Universo fantasma“, il gatto è morto quando noi -o copie fantasma di noi- apriamo la scatola. Un Universo si forma per accogliere ogni possibilità. Se questo fosse vero, si forma una proliferazione di Universi per consentire ogni stato quantistico.

Non avremmo modo di interagire con queste altre copie. Non potremmo collidere con nessun altro Universo perché non sono nel nostro Universo.

A questo punto, possiamo solo speculare sulla loro esistenza.