Quanti tipi di Universi Esistono? Ecco la teoria del Multiverso

A cura di Mattia Chinello

Magari non è una cosa a cui pensiamo tutti i giorni ma, oltre al nostro universo, potrebbero esistere tanti altri universi paralleli e di più tipologie.

È uno scenario esplorato da molti libri e film ma forse gli universi paralleli potrebbero far parte dalla realtà che ci circonda e non essere solo frutto della nostra immaginazione.

Brian Greene nel libro “La realtà nascosta – universi paralleli e leggi profonde del cosmo” ci spiega le nove tipologie di universi paralleli che non emergono dalla fantasia o da idee campate in aria, ma da rigorose teorie scientifiche che, in buona parte, devono ancora essere confermate del tutto.

Molto brevemente cercheremo di riassumere questi concetti, alcuni dei quali parecchio difficili da capire e ancor più da immaginare, ma cercheremo di imitare il grande Brian Greene e tenteremo di spiegare concetti scientificamente avanzati in maniera estremamente semplice.

Multiverso patchwork

Se lo spazio fosse infinito questo genererebbe una ripetizione infinita di tutte le possibili combinazioni che il nostro universo, o meglio quella zona di spazio che ci circonda, potrebbe avere, generando infiniti mondi paralleli. Se potessimo viaggiare in questo infinito spazio incontreremmo infiniti universi uguali identici al nostro, infiniti leggermente diversi, infiniti totalmente diversi, e così via.

Però con questi mondi ci sarebbe un’ impossibilità a comunicare, visto che nulla può viaggiare oltre la velocità della luce, superata la zona di spazio che la luce può aver percorso da quando esiste l’universo, non potremmo aver nulla a che a fare con tutto ciò che risiede oltre questa zona.

Multiverso inflazionario

La teoria inflazionaria prevede che l’iniziale espansione dell’universo dopo il Big Bang sia stata causata da una gravità negativa generata da un particolare campo: l’inflatone.

La teoria prevede che quello che noi chiamiamo universo sarebbe solo una di tante bolle di un rete di “universi bolla”. Queste bolle sarebbero regolate dalle stesse leggi fisiche, ma potrebbe cambiare da una all’altra il campo di Higgs e di conseguenza la massa delle particelle elementari.

Un particolare interessante è che queste bolle viste dall’esterno apparirebbero finite, ma dall’interno infinite, quindi questa teoria sarebbe compatibile anche con il multiverso patchwork.

Multiverso a brane

La teoria delle stringhe prevede l’esistenza di undici dimensioni (dieci spaziali e una temporale).

Tutto ciò che ci circonda sarebbe formato da microscopiche stringhe, ma quest’ultime sarebbero brane in una dimensione, ma esisterebbero anche brane in tutte le altre dimensioni. Queste brane potrebbero diventare grandi fino ad occupare tutto lo spazio che ci circonda, ecco che noi vivremmo su una brana in tre dimensioni. Nulla può lasciare la propria brana in quanto le stringhe sarebbero “fissate” alla brana in cui si trovano, ad eccezione dei gravitoni.

Questo genera una visione di mondi-brana, ovvero il nostro universo risiede in una brana tridimensionale ma nello spazio a più dimensioni ci sarebbero tante altre brane, in ognuna delle quali ci sarebbe un universo parallelo.

Multiverso ciclico

Sempre secondo la teoria delle stringhe i mondi brana si possono “scontrare” e da questi scontri si possono manifestare in inizi simili al Big Bang. Quindi da questi fenomeni si genererebbero universi paralleli nel tempo, esistiti prima di noi o che esisteranno in futuro e per questo chiamati ciclici. Ne deriva anche il fatto che che questa ciclicità potrebbe esistere da sempre e per sempre eliminando il dilemma dell’origine e della fine di tutte le cose.

Multiverso paesaggio

Attualmente l’espansione dell’universo sta accelerando e questa accelerazione deriverebbe da quella che è stata chiamata costante cosmologica, ovvero lo spazio è permeato da una certa quantità di energia oscura, un’energia di cui per adesso non sappiamo molto. Il perché la costante cosmologica abbia proprio il valore che ha è una questione a cui è molto difficile rispondere. Ma applicando il principio antropico tutto diventa più semplice e la spiegazione alla domanda precedente diventa banale: ovvero noi siamo solo uno dei tanti universi in ognuno dei quali il valore della costante cosmologica cambia.

Questo insieme di universi deriva dalla combinazione della cosmologia inflazionaria e con la teoria delle stringhe, in cui le molte forme diverse delle dimensioni extra della teoria delle stringhe danno origine a molti universi-bolla differenti. A differenza del multiverso inflazionario, qui ogni bolla può contenere altre bolle e così via, ecco perché viene chiamato multiverso paesaggio.

Multiverso quantistico

In meccanica quantistica le particelle vengono descritte attraverso l’equazione di Schrodinger che restituisce la probabilità con cui una particella si può trovare in un luogo piuttosto che in un altro, semplificando molto. E’ un concetto particolare per la nostra esperienza quotidiana, parlare di probabilità e non di certezze risulta strano, però usando la meccanica quantistica le cose funzionano così.

Quando una particella viene osservata, l’equazione d’onda “decade” e la posizione della particella non è più descritta da una probabilità, ma diventa certa.

Matematicamente la soluzione è precisa, ma a livello di realtà può essere spiegata con il fatto che nel nostro mondo la particella si trova in un determinato punto, in altri mondi si sono invece verificate le altre posizioni previste dall’equazione di Schrodinger e quindi la particella si trova in altri punti. Quindi si “creano”, o meglio esistono, più universi quantistici in ognuno dei quali la funzione d’onda decade in modo diverso.

Multiverso olografico

Attraverso lo studio dei buchi neri si è scoperto che l’entropia, in generale l’informazione, di un buco nero è proporzionale alla superficie dell’orizzonte degli eventi (espressa in lunghezze di Planck al quadrato), la cosa interessante è che non è proporzionale ad un volume, ma ad una superficie.

Da questo deriva il principio olografico, ovvero una visione secondo la quale il nostro universo sarebbe una proiezione di qualcosa che sta su una superficie di confine, un universo parallelo fisicamente equivalente.

Multiverso simulato

Nel futuro i progressi della tecnologia potrebbero permettere di creare dei computer in grado di simulare un intero universo come il nostro. Per adesso non sappiamo se saremo in grado di farlo, non tanto per la tecnologia necessaria, ma perché non sappiamo ancora se un essere senziente dotato di coscienza possa essere creato e simulato da un computer.

Se mai sarà possibile, nell’universo simulato gli umani simulati potrebbero a loro volta creare degli universi simulati e così via. Ma allora viene spontaneo domandarsi se anche noi siamo frutto di una simulazione di un altro universo. Una domanda a cui, almeno per adesso, è difficile dare una risposta.

Multiverso estremo

Questa categoria è la più filosofica e la meno scientifica.

Deriva dal principio di fecondità che afferma che ogni universo possibile è reale.

Questa visione di multiverso concretizza tutte le possibili equazioni matematiche, e contiene tutte le categorie precedenti. Inoltre con questa visione si evita il perché noi occupiamo un posto speciale in tutto ciò che esiste, perché in questo caso il nostro universo non avrebbe niente di speciale, sarebbe solo uno di tutti i possibili.