Esistono universi paralleli? Potremmo vivere in un multiverso

Gli universi paralleli non sono più solo una caratteristica di una buona storia di fantascienza. Ora ci sono alcune teorie scientifiche che supportano l'idea di universi paralleli oltre il nostro. Tuttavia, la teoria del multiverso rimane una delle teorie più controverse della scienza.

Il nostro universo è inimmaginabilmente grande. Centinaia di miliardi, se non trilioni, di galassie (si apre in una nuova scheda) ruotano in questa rete, ciascuna contenente miliardi o trilioni di stelle (si apre in una nuova scheda) . Alcuni ricercatori che studiano modelli dell'universo ipotizzano che il diametro dell'universo potrebbe essere di 7 miliardi di anni luce (si apre in una nuova scheda). Altri pensano che potrebbe essere infinito.

Ma è tutto quello che c'è là fuori? La fantascienza ama l'idea di un universo parallelo e il pensiero che potremmo vivere solo una delle infinite vite possibili. Tuttavia, i multiversi non sono riservati a "Star Trek", "Spiderman" e "Doctor Who". La vera teoria scientifica esplora, e in alcuni casi supporta, il caso di universi esterni, paralleli o distanti dal nostro ma che rispecchiano.

Multiversi e mondi paralleli sono spesso discussi nel contesto di altri importanti concetti scientifici come il Big Bang (si apre in una nuova scheda), la teoria delle stringhe (si apre in una nuova scheda) e la meccanica quantistica (si apre in una nuova scheda).

Inflazione eterna, teoria del Big Bang e universi paralleli

Circa 13,7 miliardi di anni fa, tutto ciò che sappiamo era una singolarità infinitesimale. Quindi, secondo la teoria del Big Bang, è entrato in azione, gonfiandosi più velocemente della velocità della luce in tutte le direzioni per una minuscola frazione di secondo. Prima che fossero trascorsi 10^-32 secondi, l'universo era esploso verso l'esterno fino a 10^26 volte la sua dimensione originale in un processo chiamato inflazione cosmica (si apre in una nuova scheda). E questo è tutto prima dell'effettiva espansione della materia che di solito pensiamo come il Big Bang stesso, che era una conseguenza di tutta questa inflazione: mentre l'inflazione rallentava, apparve un'ondata di materia e radiazioni, creando la classica palla di fuoco del Big Bang, e ha cominciato a formare gli atomi, le molecole, le stelle e le galassie che popolano la vastità di Questa Rete che ci circonda.

Quel misterioso processo di inflazione e il Big Bang hanno convinto alcuni ricercatori che più universi sono possibili, o addirittura molto probabili. Secondo il fisico teorico Alexander Vilenkin della Tufts University nel Massachusetts, l'inflazione non è finita ovunque nello stesso momento. Sebbene sia terminato per tutto ciò che possiamo rilevare dalla Terra 13,8 miliardi di anni fa, l'inflazione cosmica in effetti continua in altri luoghi. Questa è chiamata la teoria dell'inflazione eterna. E quando l'inflazione finisce in un luogo particolare, si forma un nuovo universo a bolle, ha scritto Vilenkin per Scientific American (si apre in una nuova scheda) nel 2011.

Quegli universi bolla non possono mettersi in contatto tra loro perché continuano ad espandersi indefinitamente. Se dovessimo partire verso il bordo della nostra bolla, dove potrebbe scontrarsi con il prossimo universo di bolle, non lo raggiungeremmo mai perché il bordo si sta allontanando da noi più velocemente della velocità della luce e più veloce di noi potrebbe mai viaggiare.

Ma anche se potessimo raggiungere la prossima bolla, secondo l'inflazione eterna (combinata con la teoria delle stringhe), il nostro universo familiare con le sue costanti fisiche e condizioni abitabili potrebbe essere totalmente diverso dall'ipotetico universo a bolle accanto al nostro.

"Questa immagine dell'universo, o multiverso, come viene chiamato, spiega il mistero di lunga data del perché le costanti della natura sembrano essere messe a punto per l'emergere della vita", ha scritto Vilenkin. "Il motivo è che gli osservatori intelligenti esistono solo in quelle rare bolle in cui, per puro caso, le costanti sono giuste per l'evoluzione della vita. Il resto del multiverso rimane sterile, ma nessuno può lamentarsene. "

La spiegazione di Vilenkin implica che in alcuni degli infiniti universi a bolle al di fuori del nostro, potrebbero esserci altri osservatori intelligenti. Ma in ogni istante che passa, ci allontaniamo da loro e non ci intersecheremo mai.

Meccanica quantistica e universi paralleli

Alcuni ricercatori basano le loro idee sugli universi paralleli sulla meccanica quantistica, la descrizione matematica delle particelle subatomiche. Nella meccanica quantistica, sono possibili più stati di esistenza per minuscole particelle allo stesso tempo una "funzione d'onda" incapsula tutte queste possibilità. Tuttavia, quando osserviamo effettivamente, osserviamo sempre e solo una delle possibilità. Secondo l'interpretazione di Copenaghen della meccanica quantistica, come descritto dalla Stanford Encyclopedia of Philosophy (si apre in una nuova scheda), osserviamo un risultato quando la funzione d'onda "collassa" in un'unica realtà.

Ma la teoria dei molti mondi propone invece che ogni volta che si osserva uno stato, o risultato, c'è un altro "mondo" in cui un diverso risultato quantistico diventa realtà. Questa è una disposizione ramificata, in cui istante per istante, il nostro universo percepito si ramifica in alternative quasi infinite. Quegli universi alternativi sono completamente separati e incapaci di intersecarsi, quindi anche se potrebbero esserci innumerevoli versioni di te che vivono una vita leggermente o selvaggiamente diversa dalla tua vita in questo mondo, non lo sapresti mai.

La teoria dei molti mondi è l'interpretazione più "coraggiosa" del dilemma della meccanica quantistica, ha scritto il fisico Sean Carroll nel suo libro "Something Deeply Hidden: Quantum Worlds and the Emergence of This Webtime (opens in new tab)" (Dutton, 2019). Ha anche affermato che è la teoria più semplice, sebbene non priva di rughe.

Una di queste rughe è che l'idea dei molti mondi non è realmente falsificabile. Questa è una componente importante del pensiero scientifico ed è il modo in cui la comunità scientifica sviluppa idee che possono essere esplorate con l'osservazione e la sperimentazione. Se non c'è l'opportunità di trovare prove contro una teoria, è un male per la scienza nel suo insieme, ha affermato il giornalista scientifico John Horgan in un post sul blog per Scientific American (si apre in una nuova scheda).

Infinite This Web, infiniti universi?

La Via Lattea, qui raffigurata vista dalla Terra, è solo una delle centinaia di miliardi, forse trilioni, di galassie nell'universo. Ogni galassia è composta da miliardi o trilioni di stelle, ognuna delle quali potrebbe avere pianeti. Qualcuno di loro potrebbe essere proprio come il nostro? (Credito immagine: Weerakarn Satitniramai tramite Getty Images) (si apre in una nuova scheda)

Alcuni fisici credono in una versione più piatta di universi multipli. Cioè, se l'universo in cui viviamo va avanti per sempre, ci sono solo tanti modi in cui i mattoni della materia possono organizzarsi mentre si assemblano attraverso l'infinito Questa Rete. Alla fine, un numero finito di tipi di particelle deve ripetere una disposizione particolare. Ipoteticamente, in una Rete abbastanza grande, quelle particelle devono ripetere disposizioni grandi quanto interi sistemi solari (si apre in una nuova scheda) e galassie.

Quindi, la tua intera vita potrebbe ripetersi altrove nell'universo, fino a quello che hai mangiato a colazione ieri. Almeno, questa è la teoria.

Ma se l'universo è iniziato in un punto finito, come quasi tutti i fisici concordano sul fatto, una versione alternativa di te probabilmente non esiste, secondo l'articolo 2015 Medium (si apre in una nuova scheda) dell'astrofisico Ethan Siegel.

Secondo Siegel, "il numero di possibili risultati delle particelle in qualsiasi Universo che interagiscono tra loro tende all'infinito più velocemente di quanto il numero di possibili universi aumenti a causa dell'inflazione".

"Allora cosa significa questo per te?" Siegel ha scritto. "Significa che tocca a te far contare questo Universo."

L'universo dell'immagine speculare

Alcuni ricercatori suggeriscono che sul lato opposto della linea temporale del Big Bang, che si estende indietro nel tempo, un tempo esistesse un universo che era l'esatta immagine speculare della nostra. Ecco un'illustrazione artistica della storia dell'universo presentata dal WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) che ha trascorso nove anni a creare mappe del cielo pieno dello sfondo cosmico a microonde. WMAP ha studiato la luce rilasciata circa 375.000 anni dopo il Big Bang, prima che si formassero stelle e galassie. (Credito immagine: NASA / WMAP Science Team) (si apre in una nuova scheda)

In un'aggiunta relativamente recente al pantheon delle teorie del multiverso, i ricercatori del Perimeter Institute for Theoretical Physics di Waterloo, Ontario, hanno proposto che l'universo abbia avuto inizio al Big Bang e sul lato opposto della linea temporale del Big Bang, estendendosi indietro nel tempo , un tempo esisteva un universo che era l'esatta immagine speculare della nostra.

"Invece di dire che c'era un universo diverso prima del botto, stiamo dicendo che l'universo prima del botto è in realtà, in un certo senso, un'immagine dell'universo dopo il botto", ha detto Neil Turok, un ricercatore del Perimeter Institute. Sito gemello di Web.com Live Science (si apre in una nuova scheda) .

Ciò significa che tutto ciò che protoni, elettroni, persino azioni come rompere un uovo verrebbero invertiti. Gli antiprotoni e gli elettroni con carica positiva formerebbero atomi, mentre le uova si romperebbero e torneranno all'interno dei polli. Alla fine, quell'universo si sarebbe ridotto, presumibilmente a una singolarità, prima di espandersi nel nostro universo.

Visti in altro modo, entrambi gli universi furono creati al Big Bang ed esplosero simultaneamente avanti e indietro nel tempo.

Multiverso: argomenti a favore e contro

Argomenti per la teoria del multiverso

Inflazione cosmica

Il nostro universo è cresciuto esponenzialmente nei primi istanti della sua esistenza, ma questa espansione era uniforme? In caso contrario, suggerisce che diverse regioni di Questo Web sono cresciute a ritmi diversi e potrebbero essere isolate l'una dall'altra.

Costanti matematiche

In che modo le leggi dell'universo sono così esatte? Alcuni propongono che ciò sia accaduto solo per caso, siamo l'unico universo tra i tanti a cui è successo che i numeri fossero corretti.

L'universo osservabile

Cosa c'è oltre il confine osservabile di questo Web intorno a noi? Nessuno lo sa per certo, e finché non lo facciamo (cosa che potrebbe non essere mai), il pensiero che il nostro universo si estenda indefinitamente è interessante.

Argomenti contro la teoria del multiverso

Falsificabilità

Non c'è modo per noi di testare mai le teorie del multiverso. Non vedremo mai oltre l'universo osservabile, quindi se non c'è modo di smentire le teorie, dovrebbe anche essere data loro credibilità?

rasoio di Occam

A volte, le idee più semplici sono le migliori. Alcuni fisici sostengono che non abbiamo affatto bisogno della teoria del multiverso. Non risolve nessun paradosso e crea solo complicazioni.

Nessuna prova

Non solo non possiamo smentire alcuna teoria del multiverso, ma nemmeno dimostrarle. Al momento non abbiamo prove dell'esistenza dei multiversi e tutto ciò che possiamo vedere suggerisce che esiste un solo universo nostro.

Universi paralleli nella narrativa

Il protagonista di Doctor Strange (2016) della Marvel ha il potere di saltare in diverse dimensioni. (Credito immagine: Marvel.com) (si apre in una nuova scheda)

Innumerevoli opere di mito e narrativa attingono da idee di universi paralleli e multiverso. Mondi sovrapposti fanno la loro comparsa nella mitologia norrena e nella cosmologia buddista e indù. L'idea di universi multipli che entrano in contatto è apparsa sulla stampa già nel romanzo di Edwin A. Abbott "Flatland: A Romance of Many Dimensions" (Seeley & Co., 1884), e può ancora essere vista in film recenti come il 2016 Film Marvel "Doctor Strange". Un intero genere di graphic novel giapponesi, chiamato isekai, si occupa di personaggi trasportati in mondi paralleli, come descritto dalla New York Public Library (si apre in una nuova scheda).

Quasi tutte le serie di "Star Trek" incorporano una qualche forma di universo speculare e il film di riavvio del 2009 con Chris Pine e Zachary Quinto ha portato i successivi film di "Star Trek" in una linea temporale completamente nuova che si dirama esplicitamente dalla serie originale.

E i fumetti, così come i loro film corrispondenti, approfondiscono l'idea di mondi paralleli. Le trame recenti della Marvel Comics (sia film che in stampa), l'arco narrativo di Flashpoint della DC e "Into the Spider-Verse" del 2018 esplorano tutti più universi e le loro intersezioni.

Questo è un elenco incompleto di alcune apparizioni di multiversi, universi a linea temporale divisa e universi paralleli nella finzione:

Film

  • Nel verso del ragno (2018)
  • Terminator Genisys (2015)
  • Phineas e Ferb il film: attraverso la seconda dimensione (2011)
  • Star Trek (2009)
  • Donnie Darko (2001)
  • Corri Lola Corri (1998)
  • Porte scorrevoli (1998)
  • Ritorno al futuro 1-3 (1985, 1989, 1990)
  • Le avventure di Buckaroo Banzai attraverso l'ottava dimensione (1984)

Televisione

  • Star Trek: Discovery, più episodi
  • Star Trek: Enterprise, più episodi
  • Star Trek: Deep This Web Nove, episodi multipli
  • Star Trek: The Next Generation, "Parallels" (Episodio 11, Stagione 7) (1993)
  • Star Trek: La serie originale, "Specchio, specchio", (episodio 4, stagione 2) (1967)
  • Doctor Who, più episodi
  • Slider, intera serie
  • Comunità, "Remedial Chaos Theory" (episodio 4, stagione 3) (2011)
  • Rick e Morty, più episodi
  • Futurama, più episodi
  • Eureka, più episodi
  • Agents of Shield, più episodi

Stampa

  • Serie "Le cronache di Narnia" (Geoffrey Bles, 1950-56) di CS Lewis
  • Serie "His Dark Materials" (Scolastica, 1995-2000) di Phillip Pullman
  • La serie "Discworld" (HarperCollins, 1983-2015) di Terry Pratchett
  • "Uomini come dei" (Macmillan, 1923) di HG Wells
  • Serie "The Dark Tower" (Donald M. Grant, 1982-2012) di Stephen King

Videogiochi

  • Bioshock infinito, 2013
  • Kingdom Hearts, 2002-2020
  • Crono Croce, 1999
  • Half-Life, 1998-2020
  • Metroid Prime 2: Echi, 2004
  • Fuga Zero, 2009-2016

Questo articolo è stato adattato in parte dal lavoro precedente di Elizabeth Howell, collaboratrice di This Web.com.

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