SISSA/ISAS
Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati
International School for Advanced Studies
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L'UNIVERSO ? UNO FRA TANTI !
Come un batterio in una goccia d'acqua: non può conoscere
quello che c'è fuori di essa. Questa è la nostra condizione di
osservatori dell'universo secondo la teoria della relatività. Noi osserviamo
ora e qui, da un certo punto. Per questo non ci è permesso di conoscere
ciò che sta fuori dal cono di luce del passato e quindi sulla natura
e sulla forma dell'universo in cui viviamo possiamo fare solo congetture. Ciò
che una volta poteva essere oggetto di divagazioni culturali esterne all'ambito
strettamente scientifico oggi emerge nello spirito del tempo al centro della
discussione nei congressi scientifici per molteplici ragioni interne alla ricerca
fisica. Per di più il tema è di grande impatto emotivo oltre che
conoscitivo poiché opera uno spostamento di visione pari a quella generata
dalla teoria copernicana. La cosmologia nasce nel 1917 come banco di prova per
saggiare la validità della teoria della relatività generale di
Einstein. Nel dibattito che si è aperto in seguito negli anni 50, alcuni
cosmologi ne rintracciano le origini nei miti greci e nei problemi lasciati
insoluti dalle antiche cosmologie. Altri invece come Hermann Bondi individuano
l'atto di nascita della cosmologia all'interno della teoria della relatività
generale che, attraverso la formulazione di un modello matematico dell'universo,
ha trasformato i problemi qualitativi posti dalle antiche cosmogonie in problemi
quantitativi. Le interpretazioni date al termine cosmologia sono due. Una, più
restrittiva, che considera la cosmologia come spazio del pensiero all'interno
della teoria della relatività; l'altra come ambito per speculare oltre
gli orizzonti dati perché, come sappiamo, la nostra possibilità
di osservare l'universo ha dei limiti oltre i quali possiamo avventurarci solo
con le nostre capacità noetiche. Telescopi sempre più potenti
ci permettono di osservare porzioni sempre più ampie di universo ma resta
sempre un oltre che rimane sconosciuto. Ci sono cose poi che possiamo osservare
solo indirettamente come la materia oscura, rilevabile solo attraverso gli effetti
gravitazionali. La luce stessa attraverso la quale vediamo ha una velocità
limitata, cosicché possiamo costruirci dei modelli di universo che hanno
degli orizzonti temporanei o permanenti oltre i quali non possiamo andare. A
tutto ciò si aggiunge l'assunto che noi osserviamo l'universo non dall'esterno,
con gli occhi di Dio ma da un certo punto. Tale assunto, che non è provabile
sperimentalmente, è chiamato l'assunto copernicano. L'origine della discussione
sui multiuniversi prende l'avvio dalla domanda posta da Fitzgerald, insieme
ad altri fisici inglesi, a L. Boltzmann. Secondo le leggi di distribuzione di
Boltzmann - Maxwell l'universo dovrebbe andare incontro ad uno stato di equilibrio
termodinamico. Perché invece il Sole e le stelle ci dimostrano che ci
troviamo in un universo che è lontano dalla morte termica ? La risposta
data da Boltzmann per mezzo di un suo immaginario assistente fu che il problema
si risolve ipotizzando una fluttuazione. In altri termini l'universo non è
omogeneo. Noi viviamo in una regione particolare (un universo isolato) che è
lontana dall'equilibrio termodinamico ma altre regioni potrebbero trovarsi in
tale stato. Nel dibattito dei nostri giorni la soluzione data da Boltzmann viene
ripresa da più di un modello cosmologico. Per le diverse teorie dell'inflazione,
proposte al fine di risolvere certi problemi interni alla teoria del Big Bang,
e particolarmente nella inflazione caotica di Linde, l'idea dei multiuniversi
diviene una soluzione necessaria. Così pure è utilizzata nella
fisica delle singolarità e dei buchi neri che altro non sarebbero che
porte verso altri universi. La sua nascita è poi strettamente correlata
con quella del dibattito sul principio antropico, definizione che Brandon Carter
ha dato a quello che inizialmente si chiamava principio di conoscibilità.
Fu proprio Carter a mettere in correlazione il principio antropico con la soluzione
dei multiuniversi per risolvere alcune coincidenze che avvengono nel mondo fisico.
Ma i multiuniversi possono costituire la soluzione di alcuni problemi a patto
che non siano solo possibili: occorre che siano attuali. L'ipotesi dell'attualità
dei multiuniversi viene corroborata da l'interpretazione a molti mondi della
meccanica quantistica, fatta da Hugh Everett dell'università di Princeton.
La teoria di Everett, per quanto paradossale, è l'unica secondo noi cosmologi
che dà la possibilità di parlare di un vettore di stato per l'intero
universo. Ancora una volta le congetture fatte in ambito fisico avvalorano le
speculazioni che a suo tempo furono fatte in ambito filosofico, dagli infiniti
universi e mondi di Bruno a gli universi possibili di Leibniz, senza omettere
l'idea di Hobbs che tutto ciò che è concesso dalle leggi di natura
o è stato, o è, o sarà. Per il principio di pienezza, così
come concepito da Lovejoy, se altri universi sono possibili da qualche parte
dovranno pur esserci, poiché Dio non lascia buchi nella creazione. Secondo
il filosofo della scienza George Gale questi universi possono essere separati
tra loro o spazialmente, perché collocati in regioni molto lontane, oppure
possono esserlo temporalmente. Il dibattito sui multiuniversi è importante
perché testimonia l'esistenza di possibili processi casuali alle origini
del cosmo. Per questo motivo l'universo non è solo.
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