E se il nostro universo fosse un ologramma?

Il nostro universo potrebbe essere un ologramma, gigantesco e complicato. È quanto emerso da una ricerca condotta da un team internazionale che ha tenuto conto sia degli aspetti teorici della fisica dell’universo primordiale, sia degli studi legati alla struttura fondamentale della materia, creato dunque un modello compatibile con quanto si sa della natura del cosmo. Lo studio del gruppo, di cui fanno parte anche i ricercatori italiani Claudio Corianò (Sezione di Lecce dell’INFN) e Luigi Delle Rose (Università del Salento), è stato pubblicato sulla rivista Physical Review Letters e potrebbe aiutarci non solo a comprendere meglio l’origine del cosmo ed i suoi meccanismi, ma potrebbe svelarci anche il modo in cui si siano prodotti lo spazio e il tempo in cui viviamo.

“L’ipotesi che il nostro universo funzioni come un enorme e complesso ologramma è stata formulata negli anni ’90 del secolo scorso da diversi scienziati, raccogliendo evidenze teoriche in vari settori della fisica delle interazioni fondamentali” – ha dichiarato Claudio Corianò, ricercatore dell’INFN e professore di fisica teorica dell’Università del Salento.

Lambda-CDM

I risultati della ricerca sono stati poi confrontati con i dati sperimentali satellitari sulla radiazione cosmica di fondo (Cosmic Microwave Background, CMB) risultando compatibili. Il modello attuale del nostro universo, in una fase di accelerazione per via dell’energia oscura, prevede una “costante cosmologica” (introdotta da Albert Einstein negli anni ’20) chiamata Lambda. Essendo coinvolta anche la materia oscura fredda (Cold Dark Matter, CDM), il modello è stato chiamato Lambda-CDM.

Ma come si spiega un universo olografico?

Possiamo immaginare tutto ciò che si vede, si sente e si ascolta in 3D: sia con la percezione del tempo, sia emanazione di un campo piatto bidimensionale, dove la terza dimensione risulta emergente se la paragoniamo alle altre due dimensioni. Per spiegare meglio questo concetto prendiamo in considerazione gli ologrammi ordinari, in cui l’immagine tridimensionale è codificata in una superficie bidimensionale, come nel caso di una carta di credito: in un ologramma la terza dimensione viene generata dinamicamente a partire dall’informazione sulle rimanenti due dimensioni.

La parola all’autore

«Per creare un ologramma si prende un fascio laser luminoso e lo si separa all’origine in due fasci: uno è inviato su un oggetto distante e quindi viene riflesso, mentre l’altro è inviato per essere registrato. Servono due coordinate per indirizzare il fascio incidente sull’oggetto, in modo da esplorarlo completamente, mentre è proprio l’interferenza tra il fascio originario e quello riflesso che permette di ricostruire l’immagine e dare il senso della profondità» – spiega Corianò – «L’idea alla base della teoria olografica dell’universo è che tutte le informazioni che costituiscono la ‘realtà’ a tre dimensioni – più il tempo – siano contenute entro i confini di una realtà con una dimensione in meno».

Un valido esempio è il cinema in 3D: il risultato di due immagini differenti inviate all’occhio destro e all’occhio sinistro; ciascusa scena viene ripresa da due angolature distinte, per essere processate automaticamente dal nostro cervello che genera così il senso della profondità. L’informazione proviene da uno schermo piatto ma viene percepita dall’osservatore tridimensionalmente. Possiamo immaginare l’universo olografico come una superficie ideale, sulla quale tutta l’informazione dell’universo viene registrata come in un ologramma: in parole povere, uno schermo che contiene la “scena” dell’intero universo.

Gli scienziati ora sperano che il loro studio possa aprire la via per migliorare la nostra comprensione dell’universo e spiegare come lo spazio e il tempo si siano prodotti.

La ricerca è stata condotta da:

Niayesh Afshordi (Perimeter Institute for Theoretical Physicsm, Department of Physics and Astronomy – University of Waterloo)

Claudio Corianò (STAG Research Centre, Highfield – University of Southampton, Mathematical Sciences, Highfield – University of Southampton, Dipartimento di Matematica e Fisica “Ennio De Giorgi” – Università del Salento, INFN – Lecce)

Luigi Delle Rose (STAG Research Centre, Highfield – University of Southampton, School of Physics and Astronomy – University of Southampton, Rutherford Appleton Laboratory – Chilton)

Elizabeth Gould (Perimeter Institute for Theoretical Physicsm, Department of Physics and Astronomy – University of Waterloo)

Kostas Skenderis (STAG Research Centre, Highfield – University of Southampton, Mathematical Sciences, Highfield, University of Southampton)