Nel 1954, un giovane dottorando dell'Università di Princeton, Hugh Everett III, ebbe un'idea radicale:un universo parallelo , esattamente come il nostro universo, esiste. Universi multipli sono tutti collegati al nostro; anzi, essi si diramano dai nostri, e il nostro universo si dirama dagli altri.
All’interno di un universo parallelo, noto anche come universo alternativo, le nostre guerre hanno avuto esiti diversi da quelli che conosciamo. Le specie estinte nel nostro universo si sono evolute e adattate in universi separati. In questi mondi paralleli, noi esseri umani potremmo estinguerci. Alcune versioni presuppongono addirittura che esistano infiniti universi con infinite possibilità.
Questo pensiero sconcerta la mente eppure è ancora comprensibile. Nozioni di universi paralleli o dimensioni che assomigliano al nostro sono apparse in opere di fantascienza e sono servite come spiegazioni per la metafisica. Ma perché un fisico giovane ed emergente dovrebbe rischiare la sua futura carriera proponendo una teoria sugli universi paralleli?
ContenutoCon la sua teoria dei molti mondi, Everett stava tentando di rispondere a una domanda piuttosto spinosa legata alla fisica quantistica:perché la materia quantistica si comporta in modo irregolare?
Il livello quantistico è il più piccolo che la scienza abbia rilevato finora. Lo studio della fisica quantistica iniziò nel 1900 quando il fisico Max Planck introdusse per primo il concetto nel mondo scientifico. Lo studio di Planck sulle radiazioni ha prodotto alcune scoperte insolite che contraddicevano le leggi fisiche classiche.
Questi risultati suggeriscono che esistono altre leggi all'opera nell'universo, che operano a un livello più profondo di quello che conosciamo.
In un tempo abbastanza breve, i fisici che studiavano il livello quantistico notarono alcune cose peculiari in questo minuscolo mondo. Innanzitutto, le particelle che esistono a questo livello hanno un modo di assumere forme diverse arbitrariamente. Ad esempio, gli scienziati hanno osservato i fotoni – minuscoli pacchetti di luce – che agiscono come particelle e onde. Anche un singolo fotone mostra questo cambiamento di forma [fonte:Brown University].
Immagina se sembrassi e ti comportassi come un essere umano solido quando un amico ti guarda, ma quando guarda di nuovo, avresti assunto una forma gassosa. Questa è una versione semplificata del Principio di Indeterminazione di Heisenberg.
Il fisico Werner Heisenberg ha suggerito che semplicemente osservando la materia quantistica possiamo influenzarne il comportamento. Pertanto, non potremo mai essere completamente certi della natura di un oggetto quantistico o dei suoi attributi, come velocità e posizione.
L’interpretazione di Copenhagen della meccanica quantistica supporta questa idea. Proposta dal fisico danese Niels Bohr, questa interpretazione afferma che tutte le particelle quantistiche non esistono in uno stato o nell'altro ma in tutti i loro possibili stati contemporaneamente. La somma totale dei possibili stati di un oggetto quantistico è la funzione d'onda. Lo stato di un oggetto che esiste in tutti i suoi possibili stati contemporaneamente è sovrapposizione.
Secondo Bohr, quando osserviamo un oggetto quantistico, ne influenziamo il comportamento. L'osservazione rompe la sovrapposizione di un oggetto e essenzialmente costringe l'oggetto a scegliere uno stato dalla sua funzione d'onda. Questa teoria spiega il motivo per cui i fisici hanno effettuato misurazioni opposte dallo stesso oggetto quantistico:l'oggetto "ha scelto" stati diversi durante misurazioni diverse.
Gran parte della comunità quantistica ha accettato e continua ad accettare l'interpretazione di Bohr. Ma ultimamente, la teoria dei molti mondi di Everett ha ricevuto una certa attenzione.
Il giovane Hugh Everett era d'accordo con gran parte di ciò che lo stimato fisico Niels Bohr aveva suggerito riguardo al mondo quantistico. Era d'accordo con l'idea di sovrapposizione, così come con la nozione di funzioni d'onda. Ma Everett non era d'accordo con Bohr su un aspetto fondamentale:secondo Everett, misurare un oggetto quantistico non lo forza in uno stato globale o in un altro.
Invece, una misurazione effettuata su un oggetto quantistico provoca una vera e propria spaccatura nell’universo. L'universo si duplica letteralmente, dividendosi in un unico universo per ogni possibile risultato della misurazione.
Ad esempio, supponiamo che la funzione d'onda di un oggetto sia sia una particella che un'onda. Quando un fisico misura una particella, ci sono due possibili risultati:verrà misurata come particella o come onda. Questa distinzione rende la teoria dei molti mondi di Everett un concorrente dell'interpretazione di Copenhagen come spiegazione della meccanica quantistica.
Quando un fisico misura l'oggetto, l'universo si divide in due universi distinti per accogliere ciascuno dei possibili risultati. Quindi uno scienziato in un universo misura l'oggetto sotto forma d'onda. Lo stesso scienziato nell'altro universo misura l'oggetto come una particella. Questo spiega anche come misurare una particella in più di uno stato.
Per quanto inquietante possa sembrare, l'interpretazione dei Molti Mondi di Everett ha implicazioni che vanno oltre il livello quantistico. Se un'azione ha più di un risultato possibile, allora, se la teoria di Everett è corretta, l'universo si divide quando avviene quell'azione. Ciò vale anche quando una persona sceglie di non intraprendere un'azione.
Ciò significa che se ti sei mai trovato in una situazione in cui la morte era un risultato possibile, allora in un universo parallelo al nostro sei morto. Questo è solo uno dei motivi per cui alcuni trovano inquietante l'interpretazione dei Molti Mondi.
Un altro aspetto inquietante dell’interpretazione dei Molti Mondi è che mina il nostro concetto di tempo come lineare. Immagina una sequenza temporale che mostri la storia della guerra del Vietnam. Piuttosto che una linea retta che mostra gli eventi degni di nota che progrediscono, una linea temporale basata sull’interpretazione dei Molti Mondi mostrerebbe ogni possibile risultato di ciascuna azione intrapresa. Da lì, ogni possibile risultato delle azioni intraprese (come risultato del risultato originale) verrebbe ulteriormente documentato, risultando in un numero essenzialmente infinito di universi alternativi.
Ma una persona non può essere consapevole del suo altro sé – e nemmeno della sua morte – che esiste in universi paralleli. Quindi come potremmo mai sapere se la teoria dei molti mondi è corretta? La certezza che l'interpretazione è teoricamente possibile è arrivata alla fine degli anni '90 da un esperimento mentale (un esperimento immaginario utilizzato per dimostrare o confutare teoricamente un'idea) chiamato suicidio quantistico.
Questo esperimento mentale rinnovò l'interesse per la teoria di Everett, che molti originariamente consideravano spazzatura. Da quando è stato dimostrato che la teoria dei molti mondi è possibile, fisici e matematici hanno cercato di indagare in profondità le implicazioni della teoria. Ma l’interpretazione dei Molti Mondi non è l’unica teoria che cerca di spiegare l’universo. Né è l’unico a suggerire che esistano universi paralleli al nostro. Leggi la pagina successiva per conoscere la teoria delle stringhe.
La teoria dei molti mondi e l'interpretazione di Copenhagen non sono le uniche concorrenti che cercano di spiegare il livello base dell'universo. In realtà, la meccanica quantistica non è nemmeno l'unico campo della fisica alla ricerca di una simile spiegazione.
Le teorie emerse dallo studio della fisica subatomica rimangono ancora teorie. Ciò ha causato la divisione del campo di studio più o meno allo stesso modo del mondo della psicologia. Le teorie hanno sostenitori e critici, così come i quadri psicologici proposti da Carl Jung, Albert Ellis e Sigmund Freud.
Da quando la loro scienza si è sviluppata, i fisici sono stati impegnati nell’ingegneria inversa dell’universo:hanno studiato l’universo osservabile e hanno lavorato a ritroso verso livelli sempre più piccoli del mondo fisico. In questo modo, i fisici stanno tentando di raggiungere il livello finale e più basilare. È questo livello, sperano, che servirà come base per comprendere tutto il resto.
Seguendo la sua famosa teoria della relatività, Albert Einstein trascorse il resto della sua vita alla ricerca dell'ultimo livello in grado di rispondere a tutte le domande fisiche. I fisici chiamano questa teoria fantasma la Teoria del Tutto. I fisici quantistici credono di essere sulla buona strada per trovare la teoria finale. Ma un altro campo della fisica ritiene che il livello quantistico non sia il livello più piccolo, quindi non potrebbe fornire la Teoria del Tutto.
Questi fisici si rivolgono invece a un livello teorico subquantico chiamato teoria delle stringhe per le risposte a tutta la vita. La cosa sorprendente è che attraverso la loro indagine teorica, anche questi fisici, come Everett, sono giunti alla conclusione che esistono universi paralleli.
Ideata dal fisico giapponese-americano Michio Kaku, la teoria delle stringhe afferma che gli elementi costitutivi essenziali di tutta la materia e di tutte le forze fisiche nell'universo, come la gravità, esistono a un livello subquantico.
Questi elementi costitutivi assomigliano a minuscoli elastici – o stringhe – che compongono i quark (particelle quantistiche) e, a loro volta, elettroni, atomi, cellule e così via. Il tipo esatto di materia creata dalle corde e il modo in cui si comporta dipende dalla vibrazione di queste corde.
È in questo modo che è composto il nostro intero universo. E secondo la teoria delle stringhe, questa composizione avviene attraverso 11 dimensioni separate. Come la teoria dei molti mondi, la teoria delle stringhe dimostra che esistono universi paralleli. Secondo la teoria, il nostro universo è come una bolla che esiste accanto ad universi paralleli simili.
A differenza della teoria dei molti mondi, la teoria delle stringhe presuppone che questi universi possano entrare in contatto tra loro. La teoria delle stringhe dice che la gravità può fluire tra questi universi paralleli. Quando questi universi interagiscono, si verifica un Big Bang, come quello che ha creato il nostro universo.
Mentre i fisici sono riusciti a creare macchine in grado di rilevare la materia quantistica, le stringhe sub-quantiche devono ancora essere osservate, il che le rende – e la teoria su cui sono costruite – del tutto teoriche. Alcuni lo hanno screditato. Tuttavia, altri continuano a credere che sia corretto.
Quindi esistono davvero gli universi paralleli? Secondo la teoria dei molti mondi, non possiamo esserne veramente certi, poiché non possiamo esserne consapevoli. La teoria delle stringhe è già stata testata almeno una volta, con risultati negativi. Tuttavia, il dottor Kaku crede ancora che esistano dimensioni parallele [fonte:The Guardian].
Einstein non visse abbastanza a lungo per vedere la sua ricerca per la Teoria del Tutto ripresa da altri. D'altra parte, se Molti Mondi è corretto, Einstein è ancora vivo in un universo parallelo. Forse in quell'universo i fisici hanno già trovato la Teoria del Tutto.
