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Il multiverso: un viaggio ai confini della conoscenza

Il concetto di “multiverso” è uno dei temi più affascinanti e, al tempo stesso, controversi della fisica moderna. L’idea che possano esistere universi paralleli – ciascuno con leggi fisiche o costanti fondamentali differenti – accende l’immaginazione di scienziati e appassionati di tutto il mondo. Ma quali sono le basi fisiche di un’ipotesi tanto suggestiva, come potrebbero essere questi universi, e soprattutto: vale davvero la pena indagarli se, come sostengono molti, non potremo mai verificarne l’esistenza?

Le radici teoriche del multiverso

Stephen Hawking

Stephen Hawking, noto soprattutto per i suoi studi sui buchi neri e sull’origine dell’universo, ha fornito importanti contributi alla cosmologia quantistica. Negli ultimi anni della sua vita, guardava con sempre maggiore interesse all’idea di un multiverso, in linea con alcune interpretazioni dell’inflazione cosmica, ipotizzando che la nostra realtà potrebbe essere solo una fra le infinite “bolle” possibili.

Steven Weinberg

Steven Weinberg, premio Nobel per la Fisica, si è interrogato sulle costanti fondamentali e sul “fine-tuning” delle leggi naturali. Ha sottolineato che l’esistenza di innumerevoli universi potrebbe rendere meno misterioso il fatto di vivere proprio in quello dalle caratteristiche idonee alla formazione di strutture complesse e alla vita.

Brian Greene e Michio Kaku

Brian Greene e Michio Kaku, divulgatori fra i più noti della fisica contemporanea, hanno contribuito a popolarizzare l’idea che il multiverso potrebbe essere una naturale conseguenza della Teoria delle Stringhe (o teoria M). In questi modelli, le dimensioni extra previste dalla teoria potrebbero creare un “paesaggio” sconfinato di possibili universi, ciascuno con proprietà fisiche distinte.

Neil Turok

Neil Turok, insieme a Paul Steinhardt, ha proposto un modello cosmologico ciclico, in cui il Big Bang sarebbe il risultato di un rimbalzo tra fasi di espansione e contrazione. Sebbene questa teoria non richiami un multiverso “classico”, introduce comunque la possibilità di una successione di universi nel tempo.

Lee Smolin

Lee Smolin ha sviluppato la teoria della “selezione naturale cosmica”: gli universi si riprodurrebbero tramite i buchi neri, generando nuovi spazi-tempi in cui le costanti fisiche possono variare. In questa visione evoluzionistica, il multiverso diventa un grande albero genealogico in continua ramificazione.

Max Tegmark

Max Tegmark distingue vari livelli di multiverso. Dal livello I, che considera regioni estremamente lontane del nostro stesso universo, fino al livello IV, in cui si ipotizza che ogni struttura matematica possibile esista realmente. Questa prospettiva porta a domande filosofiche molto profonde sulla natura della realtà.

Andrej Linde e Alex Vilenkin

Andrej Linde e Alex Vilenkin sono fra i principali artefici dell’idea di “inflazione eterna”. Secondo questo modello, la rapida espansione dell’universo (inflazione) sarebbe un processo continuo: nel “mare” dell’inflazione, si formerebbero infinite bolle, ognuna con leggi fisiche e costanti differenti.

David Gross

David Gross, premio Nobel per i suoi contributi alla cromodinamica quantistica, si mostra più prudente verso i modelli di multiverso. Pur riconoscendone le solide basi matematiche in alcune teorie, sottolinea l’assenza di conferme sperimentali dirette e invita a non perdere di vista la necessità di verificare le ipotesi in modo rigoroso.

Paul Steinhardt

Oltre all’approccio ciclico sviluppato con Turok, Paul Steinhardt si mostra critico verso la versione più “estrema” dell’inflazione eterna, poiché la considera difficilmente falsificabile: se davvero esistono infiniti universi con ogni combinazione di costanti, come testare in modo univoco le previsioni teoriche?

Roger Penrose

Roger Penrose ha espresso dubbi riguardo alcuni aspetti del multiverso, ritenendoli non risolutivi per i problemi della cosmologia. Ha formulato, invece, la “Conformal Cyclic Cosmology”, dove l’universo attraverserebbe cicli di espansione indefinita, una prospettiva alternativa alla moltiplicazione di universi paralleli.

Paul Davies

Paul Davies, fisico e divulgatore, esplora il confine tra scienza e filosofia, interrogandosi se il multiverso risponda a un genuino bisogno di spiegazione o se sia, in parte, un modo per evitare il mistero delle leggi naturali.

Rappresentazione artistica di un ipotetico multiverso @ Stefano Camilloni

Come potrebbero essere questi universi paralleli?

Immaginare come possano essere gli universi paralleli è uno degli esercizi mentali più appassionanti. Alcune possibilità:

  • Costanti fisiche diverse: Se la carica dell’elettrone o la costante di gravitazione universale avessero valori appena diversi, si potrebbero formare universi privi di stelle e galassie, oppure talmente instabili da collassare in un istante.
  • Dimensioni supplementari: In certe versioni della Teoria delle Stringhe, le dimensioni spaziali potrebbero essere più di tre, influenzando profondamente la forma e la struttura della materia.
  • Leggi fisiche alternative: Potrebbero esistere universi in cui la forza elettromagnetica non opera come nella nostra realtà, o dove il tempo scorra in modo non lineare.

Il ventaglio di scenari è praticamente infinito, e ciascuno di essi offre un punto di vista diverso su cosa significhi “esistere” e “fare esperienza” della realtà.

La critica: impossibilità di verificare (e quindi perdita di tempo?)

Qui si tocca la questione più spinosa: se anche questi universi esistessero, come potremmo mai accorgercene? In molti modelli, gli universi paralleli sono separati da barriere causali invalicabili: nessun segnale, particella o informazione può attraversarle. Di conseguenza, l’ipotesi del multiverso potrebbe essere intrinsecamente non verificabile.

Questa critica porta alcuni scienziati a sostenere che lo studio del multiverso rappresenti una speculazione filosofica più che un’attività scientifica; una ricerca, in sostanza, in cui ci si interroga su qualcosa che non potremo mai testare. Secondo questa posizione, dedicare troppe risorse o tempo a un tema così sfuggente potrebbe allontanare la fisica dal suo metodo sperimentale, trasformandola in un esercizio di pura immaginazione.

Naturalmente, vi sono anche studiosi che rispondono a queste obiezioni spiegando che, cercando di rendere testabili i modelli di multiverso (per esempio, attraverso la cosmologia di precisione o eventuali tracce residue nel fondo cosmico a microonde), si avanza nella comprensione di questioni chiave, come l’origine del cosmo e l’unificazione delle leggi fondamentali.

Il multiverso nella cultura pop e alcuni film da vedere

Il fascino del multiverso è stato rapidamente assorbito dalla cultura popolare, specialmente dal cinema. Alcuni esempi:

  • “Everything Everywhere All at Once” (2022): un viaggio surreale tra universi paralleli, con Michelle Yeoh in un ruolo camaleontico.
  • “Spider-Man: No Way Home” (2021) e “Doctor Strange nel Multiverso della Follia” (2022): due produzioni del Marvel Cinematic Universe in cui la trama si sviluppa proprio attorno a mondi paralleli che si intrecciano.
  • “The One” (2001): un film in cui Jet Li lotta contro sue varianti provenienti da realtà alternative.

Queste opere, sebbene ampiamente romanzate, stimolano l’immaginazione sul tema delle realtà parallele e di versioni alternative di noi stessi, idee che trovano almeno parte del loro fondamento nelle teorie fisiche più ardite.

Letture consigliate e materiali di approfondimento

Per chi volesse approfondire, oltre ai saggi divulgativi di Hawking, Greene, Kaku, Tegmark e Smolin, ecco alcuni suggerimenti:

  1. Saggi su Nature o Physical Review Letters: molti risultati preliminari sul tema dell’inflazione e del multiverso sono stati presentati in articoli brevi (chiamati “letters”) sulle riviste scientifiche più prestigiose.
  2. “The Cosmic Landscape: String Theory and the Illusion of Intelligent Design” di Leonard Susskind: un libro fondamentale per capire la controversia sul “paesaggio” di soluzioni offerte dalla Teoria delle Stringhe.
  3. Articoli divulgativi di Andrei Linde, Paul Steinhardt e Alex Vilenkin: disponibili in rete, spiegano le varie declinazioni dell’inflazione eterna e delle teorie cicliche, con relativi dibattiti scientifici.

In conclusione, il tema del multiverso resta un territorio ricco di fascino, ma avvolto da numerosi interrogativi. Mentre alcuni ricercatori credono che l’idea di un numero illimitato di universi potrebbe finalmente svelare il mistero delle leggi fisiche, altri ribattono che, finché non si trovano evidenze sperimentali tangibili, si tratta di un esercizio di speculazione al limite tra scienza e filosofia. Eppure, come spesso accade nella scienza, proprio le congetture più ardite possono aprire orizzonti inediti e stimolare scoperte inaspettate, anche laddove non si trovino mai prove dirette della loro veridicità.

Stefano Camilloni

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