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Spazio, Ultima Frontiera!

Era tanto che non scrivevo un post ad argomento cosmologico, e, così, eccomi qua…

Devo ammetterlo, un ruolo importante in questo l'ha avuto l'ultimo numero di Newton, con l'articolo "Cosa c'era prima del Big Bang?", relativo all'origine delle cose, e, di fatto, questo post sarà un'elaborazione incentrata su di esso.

In realtà, come chi conosce la Cosmologia sa, la domanda in questione è ciò che in logica verrebbe definito una "formula mal formata" e, nel linguaggio comune, potrebbe dirsi una "questione priva di fondamento". Einstein, con la Relatività, ha dimostrato - e ciò ha avuto conferma sperimentale - che, di fatto, la realtà non esiste solo in tre dimensioni (banalmente, le tre coordinate degli assi cartesiani): la realtà ha quattro dimensioni, e la quarta dimensione in parola è il tempo.

Cercherò di spiegarmi con termini propri del linguaggio comune: nell'Universo, ciò che ha massa "piega" e "deforma" lo spazio e il tempo (se non si vedesse, la seconda "e" è inclinata).

Il paragone visivo che viene spesso utilizzato per dare l'idea di quanto ho detto è quello di rappresentare l'Universo in tre dimensioni coma una sorta di "telo gommoso" a due dimensioni, in cui ciò che ha un peso (meglio: una massa) e, nella fattispecie, i Pianeti, le Stelle, i Buchi Neri e chi più ne ha più ne metta, viene rappresentato come una sfera, che, per effetto della gravità, "deforma" lo Spazio col suo peso. Questa "deformazione" (ma è un'astrazione, meglio, una semplificazione impropria: in verità, il Cosmo è intrinsecamente quadri-dimensionale) "si porta appresso" il Tempo.

E, se non ci credete, vi faccio presente che ciò ha avuto conferma nei fatti, e, per la precisione già nel 1919, ad opera di Sir Arthur Eddington (e trova una conferma continua nell’osservazione delle cosiddette “lenti gravitazionali”). Questi, con un semplice espediente basato su una eclisse totale di Sole, potè rilevare come le stelle osservate si disponevano in posizioni leggermente esterne rispetto a dove sarebbero dovute essere in assenza di questo effetto.

Questa "deformazione" dello Spazio comporta altresì che il tempo - relativo - ad un dato corpo celeste sia tanto più "lento" quanto più questo corpo ha una massa rilevante. Anche questa è una realtà verificata sperimentalmente: basta collocare un orologio atomico a terra ed uno su un aereo che viaggi nella stratosfera e si potrà verificare come il tempo relativo dell'aereo sia più veloce di quello sulla superficie terrestre (gli orologi atomici sono quanto di più preciso esista nell'ambito della misurazione del tempo).

Per estremizzare: sulla superficie dei Buchi Neri, che sono quanto di più massivo esista in Natura, il tempo è pressoché fermo (ad essere precisi, il rallentamento del tempo è funzione diretta dell'aumento di massa e, in linea teorica, nei pressi dei Buchi Neri di massa galattica, può darsi che sia, in effetti, quasi fermo). Badate, però, che il fenomeno è relativo, e dipende dalla posizione dell'osservatore: al contrario (escludendo - in modo del tutto ipotetico, si intende - la tremenda forza gravitazionale che caratterizzerebbe la superficie di un Buco Nero, al di là dell'Orizzonte degli Eventi), questi vedrebbe la vita dell'Universo circostante svolgersi a velocità quasi infinita.

E, se vi stupite, fate bene: considerate che lo stesso Einstein, a fronte delle implicazioni logico-matematiche determinate dalla Relatività (la quale portava all'estremo che una Stella di grande massa che collassi su sé stessa dopo la fase di Super Nova sia destinata a trasformarsi in un mostro che tutto fagocita, e da cui nulla può allontanarsi, compresa la luce, e su cui il tempo per un osservatore esterno è pressoché immoto), inorridì, e pensò di stare sbagliandosi.

In ogni modo, sto divagando (tanto per ca-a-a-a-mbiar!)… L'essenza è questa (e il punto è un altro): pensare, quando si parla della nascita del Cosmo, ad un ipotetico “Punto Zero” da cui tutto ebbe inizio, collocato nello Spazio e nel Tempo, non ha senso, perché Spazio e Tempo sono tutt'uno (inoltre, ciò implica che un "tempo universale", nel senso newtoniano del termine, non esista).

Curiosamente, oltre 1600 anni fa, Sant'Agostino giunse a quelle stesse conclusioni cui è giunta la Scienza moderna, arrivando a capire che l'Universo non era stato creato nel tempo, ma assieme ad esso. Detto questo, partendo cioè dall'assunto che la Scienza possa ricostruire la storia dell'Universo a partire da 1 milionesimo di miliardesimo di secondo dopo il Big Bang, si identifica quindi un intervallo temporale collocabile tra il “Punto Zero” e questo istante di cui la Scienza stessa, fino a poco tempo fa, nulla sapeva - o voleva - dire (per inciso, prima di questo istante, detto tempo di Planck [tp= 10^{-43} s], non ha neppure senso applicare le equazioni della fisica, così come oggi noi le conosciamo).

Per lungo tempo, infatti, l'ipotesi stessa di ciò che c'era "prima" la nascita del Cosmo è stato una sorta di tabù concettuale: di recente invece, e, nella fattispecie, negli ultimi anni, sono fiorite diverse concezioni alternative.

Si va dalle costruzioni matematico-fisiche più astratte alle estremizzazioni della fisica quantistica, "fino ad arrivare là, dove nessuno era mai giunto prima" (sì, mi avete beccato, titolo compreso, questo post è un omaggio al mondo di Star Trek), ovvero ad ipotetizzazioni in cui la nascita dell'Universo potrebbe essere il risultato di un esperimento di scienziati  di un altro Universo.

Una teoria di origine matematica, basata sui presupposti della meccanica quantistica, la cosiddetta "Teoria delle Stringhe", ipotizza che il nostro Universo sarebbe (o esisterebbe) in una Brana (termine che deriva dalla contrazione del termine "MemBrane"), ovvero sarebbe l'equivalente di un foglio a 4 dimensioni che fluttua in un Iperspazio a 5 dimensioni. In tale costruzione teorica, l'Universo attuale non sarebbe altro che la risultante dello scontrarsi (pensate che "cozzone" cosmico!) di 2 Brane distinte, e il tempo potrebbe essere ciclico. Questa teoria è forse la più spaventosa di tutte, perché, se è vero che il Cosmo attuale altro non è che la risultante di uno scontro tra entità Iperspaziali che esisterebbero in più esemplari e rischiano continuamente di urtarsi, allora esisterebbe la possibilità che un nuovo scontro disintegri l'attuale Universo, magari creandone uno nuovo (forse, oltretutto, non solo con costanti fisiche totalmente diverse da quello che caratterizzano il nostro Universo, ma magari aliene al formarsi della vita). Questa concezione deriva da un semplice presupposto: l'unica forza in grado di trasmettersi da una Brana all'altra - attraendola, appunto - sarebbe la gravità. Questa concezione prevede dunque l'esistenza di Universi Paralleli non interagenti né comunicanti tra loro (salvo quanto appena detto). Tale concezione, elaborata da Neil Turok e Paul Steinhardt, prende il nome di "Universo Ekpirotico", antico termine a preso a prestito dallo Stoicismo, che significa "nato dal fuoco" (ed ha un forte debito, imho, con Edward Witten, colui cui si attribuisce la cosiddetta " Teoria 'M' ", unificazione delle varie "Teorie delle Stringhe").

Secondo molti, la comprensione della natura fondamentale del nostro Universo ci permetterebbe di potere prevedere eventi come questo (anche se, vien da chiedersi, non sarebbe meglio ignorare gli antefatti ed i prodromi di un tale manifestarsi dell'origine delle cose? D'altra parte, anche capissimo di stare per finire disintegrati, non è che potremmo farci molto!).

Altri, partendo da una delle concezioni della fisica quantistica, secondo cui la realtà viene definita dall'osservatore (e, se non ci credete, leggete qui:

http://asmodeo.blog.lastampa.it/correnti_alternative/fisica_quantistica/index.html

tenendo conto che il par. 1 è sotto il 2),

pensano che la realtà derivi da un'accumulazione di miliardi e miliardi di interazioni quantistiche. Tale concezione si potrebbe chiamare, infatti, "Genesi Quantistica", o "Genesi da Osservatore". E' una delle teorie più ardite, dal punto di vista concettuale: il passato non esiste come entità reale, sarebbe pura teoria, o, meglio, esso non esisterebbe se non nelle registrazione effettuate da una mente cosciente esistente nel presente (noi, gli osservatori).

Se avete pensato che Matrix fosse pura fantascienza, allora non andrete mai d'accordo con Nick Bostrom: secondo lui, il valore delle costanti fisiche universali, così incredibilmente affine al crearsi della vita da parere una serie folle di coincidenze, non sarebbe affatto una coincidenza. Ponendo di ammettere l'esistenza di una razza così evoluta da potere creare simulazioni computerizzate in cui gli attori della simulazione stessa prendono coscienza, potrebbe darsi benissimo che noi, come entità reali, non esistiamo, ma siamo soltanto convinti di esistere. In tale ottica "aberrazioni naturali" quali gli Ufo, i fantasmi o i miracoli divini, altro non sarebbero che "bug" nel software che fa funzionare la simulazione stessa. Qui, un piccolo inciso, che, secondo me, fa notare come, alle volte, gli scienziati, nell'inseguire le loro concezioni, spesso si lascino un po' troppo prendere la mano: se Bostrom rileva che il nostro Universo pare essere la risultante di una serie di concatenazioni assolutamente improbabili, mi fa specie come non si renda conto del fatto che la sua teoria altro non faccia che "traslare" all'Universo dei nostri "creatori" cio' che riguarderebbe il nostro... Banalmente (e altrettanto brutalmente): se il nostro Universo è l'equivalente probabilistico di fare 12 con due 6 ai dadi un miliardo di volte di fila, l'Universo in cui la nostra realtà informatica "gira", cosa avrebbe di diverso da questo?

(Per non parlare del fatto che la lezione Cartesiana del "Cogito, ergo sum", pare venga presa a calci da Bostrom, ma questo è un altro discorso.)

Un'altra teoria che emana dalla fisica quantistica è quella del Multiverso. Partendo dal presupposto che la fisica quantistica prevede "oscillazioni nel vuoto" che determinano il nascere continuo di particelle ed anti-particelle che si annichilano a vicenda (ad un ritmo tale da non potere essere nemmeno osservato), potrebbe darsi che si venga a creare un'oscillazione particolarmente potente, così forte che l'energia derivata dalla connessa annichilazione particella anti-particella non possa essere assorbita dal vuoto. Questo fenomeno indurrebbe un cambiamento della natura del vuoto, assimilabile al cambio di stato che attraversa l’acqua quando, dallo stato solido (ordinato), passa a quello liquido (disordinato). Ciò scatena un’espansione dello spazio ad una velocità ultraluminale, creando una “bolla” che molto presto diviene completamente indipendente dall’Universo e dalla Realtà da cui ha avuto origine. Si è appena formato un nuovo elemento del Multiverso. Come in altre concezioni cosmologiche cicliche, l’inizio del tempo sarebbe un fenomeno relativo: per gli ipotetici futuri abitanti della “bolla” appena nata, l’inizio del tempo corrisponderebbe alla fluttuazione energetica succitata. Questo fenomeno sarebbe, peraltro, un fenomeno continuo, una sorta di “ribollìo” (macro)cosmico, in cui nuovi Universi promanerebbero continuamente l’uno dall’altro.

Per finire: Nobuyuki Sakai, dell’Università di Yamagata, ha elaborato l’ipotesi che, bombardando un “monopolo” magnetico (che sarebbe un’ipotetica particella molto pesante con un solo polo magnetico, non entrambi – Nord e Sud – come è per le altre particelle in Natura) con fasci di particelle ad altissima energia, in virtù di quelle che sono le sue stesse proprietà, nascerebbe una nuova “bolla” di universo in espansione, completa del suo proprio spazio-tempo quadri-dimensionale. Il nuovo universo creato però non sarebbe parte del nostro: attraverso un tunnel spazio-tempo questa Realtà scomparirebbe in un tempo brevissimo, andando ad aggiungersi alla collezione naturale degli "universi-bolla". Sfortunatamente però non solo tali tecnologie sono di là da venire, il problema più grosso è che nessuno mai ha osservato un monopolo magnetico…

Insomma, come potete notare c'è chi, almeno nella fantasia di concepire l'"Universo Mondo", ha davvero la capacità di spingersi là, dove nessuno è mai giunto prima...

Over,

Dave.

P.s.: quanto alla “spaventosità” intrinseca si queste concezioni, mi è appena venuta in mente una cosa... Forse, la più terribile di tutte è la concezione di Bostrom: pensate se, in qualsiasi momento, i nostri creatori decidessero di "formattare" l’hardware su cui il nostro "Universo" sta “girando”!