Un test per il multiverso?

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Se pensiamo che l'unico scenario ideato dai cosmologi per descrivere l'origine dell'Universo sia quello del Big Bang siamo fuori strada. Certo, quello sembra il più accreditato, ma da almeno trent'anni c'è chi pensa più in grande, ipotizzando che il nostro sia solamente uno degli infiniti Universi esistenti. Fu nei primi anni Ottanta, infatti, che Andrej Linde (astrofisico della Stanford University) propose quella che oggi è nota come Teoria dell'universo a bolle (questo il primo paper di Linde in materia). Secondo questo scenario, all'origine di tutto vi sarebbe un vero e proprio universo genitore nel quale si formerebbero incessantemente, a causa di fluttuazioni di energia, piccole bolle. Una sorta di schiuma cosmica in continua ebollizione dalla quale, senza sosta, emergerebbero microscopiche bolle destinate a espandersi e contrarsi. Se, però, la fluttuazione energetica caratteristica della bolla è maggiore di un certo valore critico, quella bolla è destinata a espandersi sempre più, trasformandosi in un Universo con il suo contenuto di materia e di aggregazioni di materia sempre più complesse, fino alle strutture galattiche a grandissima scala. Ciò che, quotidianamente, osserviamo nel “nostro” Universo.
Uno scenario indubbiamente affascinante, che permette ai cosmologi di far fronte ad alcune questioni spinose, prima fra tutte quella dell'inflazione cosmica. Uno scenario, però, dinanzi al quale non pochi storcono il naso. La critica più feroce a questo modello è sempre stata che, data l'impossibilità di verificarlo sperimentalmente o tramite osservazioni, non lo si possa proprio considerare uno scenario fisico, ma al massimo metafisico. Proprio per superare questo gravissimo limite della teoria, da qualche anno a questa parte i sostenitori del Multiverso si stanno alacremente impegnando per individuare possibili strumenti di previsioni scientifiche e di verifica. La strada più promettente sembra quella di ricercare nel nostro Universo-bolla l'esistenza delle tracce lasciate da collisioni con altre bolle. Importanti a tal proposito i due articoli di Stephen Feeney (University College London) e collaboratori, pubblicati tre anni fa su Physical Review Letters e Physical Review D e dedicati all'analisi della mappa della radiazione cosmica di fondo. In essi si suggeriva l'esistenza di quattro possibili tracce, ma si conveniva anche che l'analisi statistica non era ancora sufficientemente affidabile.
Al Perimeter Institute for Theoretical Studies, un istituto di ricerca Canadese con sede a Waterloo (Ontario) che si occupa di fisica teorica, Matthews Johnson sta affrontando il problema da un altro punto di vista. Con ricercatori di altri istituti - Carroll Wainwright e Anthony Aguirre dell'Universita della California e Hiranya Peiris dell'University College di Londra - ha infatti intrapreso la strada delle simulazioni al computer. Lo scorso marzo il team pubblicava su JCAP (Journal of Cosmology and Astroparticle Physics) un primo articolo in cui descriveva i meccanismi della simulazione (qui il paper completo). Il modello introdotto è il più semplice possibile e prevede l'interazione tra due bolle-universo. Grazie alla presenza di un osservatore virtuale in ciascuna bolla, i ricercatori raccolgono informazioni sulle possibili conseguenze fisiche osservabili innescate dall'interazione. Sarà poi il confronto con quanto si osserva realmente nel nostro Universo a decretare se i parametri che hanno caratterizzato quella simulazione possano essere accettabili oppure da rigettare.
A metà luglio è stato pubblicato su arXiv.org un nuovo studio del team nel quale si illustra come le simulazioni si siano fatte ancora più dettagliate, integrando nei calcoli delle collisioni tra bolle tutti i dettami della Relatività generale. Cicli di simulazioni che, a detta degli autori si mostrano sempre più promettenti, consentendo di ipotizzare quali “firme” concrete degli scontri tra bolle potrebbero risultare osservabili nel fondo cosmico a microonde. Previsioni concrete e verificabili, dunque, come si conviene al metodo scientifico. La musica, insomma, sembra stia cambiando e l'idea del Multiverso sta sempre più abbandonando il reame della metafisica per approdare in quello di gran lunga meno opinabile della fisica.
Forse, però, l'aspetto più importante di questa ricerca sulla possibilità di individuare le tracce di quei tamponamenti primordiali tra universi sta nel principio di fondo che la anima: il Multiverso lo si può indagare. Non sappiamo se viviamo in un Universo-bolla, ma se così fosse, forse, abbiamo gli strumenti per determinarlo.

 

Putting The Multiverse To The Test

Video a cura del Perimeter Institute for Theoretical Physics

[video: https://www.youtube.com/watch?v=w0uyR6JPkz4]

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Le notizie di scienza della settimana

Sono state rese pubbliche il 5 dicembre scorso tre nuove mappe che mostrano le aree del pianeta più esposte al rischio sismico e quelle che, nel caso di un terremoto, subirebbero i danni maggiori in termini di morti, edifici crollati, danni all'economia (in particolare le tre mappe si riferiscono a hazard, risk ed exposure). A realizzarle, dopo quasi dieci anni di lavoro, è il Global Earthquake Model, un consorzio di università e industrie fondato dall'OCSE con sede a Pavia. Per la prima mappa i ricercatori hanno incorporato oltre 30 modelli nazionali e regionali di attività sismica con l'obbiettivo di calcolare la probabilità che un certo evento sismico con determinate caratteristiche si verifichi in ciascuna zona. Per la seconda hanno svolto un'indagine sui materiali e l'architettura degli edifici, mentre per la terza hanno misurato la distribuzione e la densità delle costruzioni. Nell'immagine i danni provocati dal terremoto del 28 settembre scorso a Petobo, un villaggio a sud della capitale Palu nella provincia centrale dell'isola di Sulawesi, Indonesia. Credit: Devina Andiviaty / Wikipedia. Licenza: CC BY-SA 3.0

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