Universo o Multiverso? La teoria delle stringhe

L’Universo è in continua espansione, ma la teoria per ora più accreditata è che sia comunque unico. Ci sono però ipotesi diverse che ritengono plausibile l’esistenza di un multiverso di cui noi occupiamo uno dei suoi “lati”, con leggi che potrebbero essere anche molto diverse da quelle degli altri. Potrebbero essere paralleli come nella teoria di Everett, ma anche molto vicini e magari in grado di influenzarsi tra di loro. E potrebbero essere collegati proprio dai buchi neri, queste misteriose e affascinanti zone del cosmo dove sembra che tutto finisca, anche la luce. Ma non è detto che sia proprio così. Infatti alcune soluzioni delle equazioni di Einstein dimostrerebbero proprio tale ipotesi.

La scoperta delle onde gravitazionali, o meglio, la loro dimostrazione definitiva, ha riacceso il dibattito su come sia realmente fatto il cosmo e se è possibile che ospiti altre forme di vita come la nostra o magari diversa. La possibilità che esistano altri universi infatti, da un lato è supportata dalla possibilità di attraversare lo spazio-tempo, che le onde gravitazionali dimostrano essere curvo e forse percorribile con scorciatoie. 

La teoria delle stringhe, ancora in fase di sviluppo, tenta di conciliare la meccanica quantistica con la relatività generale e che si spera pertanto possa costituire una teoria del tutto. Si fonda sul principio secondo cui la materia, la radiazione e, sotto certe ipotesi, lo spazio e il tempo siano in realtà la manifestazione di entità fisiche fondamentali che vengono chiamate stringhe. La teoria delle stringhe è un modello fisico i cui costituenti fondamentali sono oggetti ad una dimensione (le stringhe), invece che di dimensione nulla (i punti) come nelle teorie precedenti. Per questa ragione è in grado di evitare i problemi connessi alla presenza di particelle puntiformi. Uno studio più approfondito della teoria delle stringhe ha rivelato che descrive oggetti che possono avere dimensioni nulle (e quindi essere punti), una dimensione (stringhe), due dimensioni (membrane) o possedere un numero D di dimensioni maggiore di due (D-brane). L'interesse verso la teoria risiede nel fatto che si spera possa essere una teoria del tutto, ossia che descriva tutte le forze fondamentali. Potrebbe cioè fornire un modello per la gravità quantistica, insieme alle altre interazioni fondamentali già contemplate dal Modello standard.  A un livello più concreto la teoria delle stringhe ha originato progressi nella matematica dei nodi, negli spazi di Calabi-Yau e in molti altri campi. La teoria delle stringhe ha anche gettato maggior luce sulle teorie di gauge supersimmetriche, un argomento che include possibili estensioni del Modello standard.

In quale Universo ci troviamo?

Secondo lo strano mondo della meccanica quantistica, abitato da atomi e particelle, esiste un universo in cui questo articolo non è mai stato scritto. E, a un tempo, un altro mondo in cui è possibile leggerlo e commentarlo. Bizzarrie della realtà a livello dei suoi costituenti più intimi, governata da fenomeni che spesso fanno a pugni con il senso comune. E che hanno fatto storcere il naso persino ad Albert Einstein. Come la teoria del multiverso, in base alla quale esisterebbe una pluralità di universi paralleli, al punto che ogni decisione che ciascuno di noi prende in questo mondo ne creerebbe di nuovi. Secondo questa interpretazione, ci sarebbe, ad esempio, un mondo in cui il Terzo Reich è uscito vincitore dalla II guerra mondiale, e un altro in cui Hitler è uno sconosciuto pittore.
Può sembrare la sceneggiatura di un film, eppure i fisici teorici studiano questi scenari da almeno 50 anni, ed esistono complicati ed eleganti calcoli matematici in grado di descriverli. 

Secondo l’ultima formulazione, appena pubblicata su “Physical Review X” da un team dell’University of California a Davis, e della Griffith University australiana, non solo gli universi paralleli esisterebbero davvero, ma potrebbero persino interagire.
Gli scienziati forniscono una formulazione matematica della possibilità insondabile dell'esistenza di altri mondi, dove, con la parola mondo, essi intendono un intero universo dotato della complessità strutturale che oggi conosciamo grazie alla scienza. Secondo gli scienziati, l'esistenza di questi mondi che, invece di non incontrarsi mai, si influenzerebbero reciprocamente, potrebbe fornire una spiegazione scientifica strutturata della teoria quantistica: si tratta di una teoria fisica, nata nel secolo scorso, che è in grado di descrivere il mondo invisibile degli atomi e di tutto ciò che è ancora più piccolo e imponderabile.
Quando fu introdotta per la prima volta negli Anni ’50 dal geniale matematico americano Hugh Everett III, all’epoca in forze alla Princeton University, la teoria dei molti mondi venne derisa. Everett riuscì a fatica a pubblicarla, e alla fine abbandonò disgustato la carriera accademica. Negli anni, però, le sue raffinate spiegazioni di alcuni strani fenomeni del mondo subatomico, come la capacità delle particelle di coesistere in luoghi diversi – stranezze che spingevano il premio Nobel Richard Feynman ad affermare che “chiunque crede di aver capito la meccanica quantistica, non l’ha compresa abbastanza” – hanno fatto sempre più breccia tra i fisici.
Secondo la teoria di Everett ogni universo si divide in una serie di nuovi universi, quando viene effettuata una misurazione quantistica.
Partendo dalle sue intuizioni, abbiamo dimostrato che è proprio dall’interazione tra questi mondi, soprattutto repulsiva, che nascerebbero i fenomeni quantistici”. “Nel multiverso – aggiunge su New Scientist David Deutsch, fisico della Oxford University – ogni volta che facciamo una scelta si realizzano anche le altre, perché i nostri doppi negli universi paralleli le compiono tutte”. Un’idea sfuggente, difficile da accettare ma, a pensarci bene, non del tutto negativa. Il pensiero che, di fronte alle scelte più difficili di tutti i giorni, ogni possibile alternativa abbia l’opportunità di realizzarsi potrebbe essere in fondo rassicurante.
La domanda quindi è in quale Universo ci troviamo?