C'è un universo. E un altro. E un altro ... © Mehau Kulyk/Science Photo Library/Corbis Stiamo parlando di multiversi, quindi conosci il trapano:immagina di essere tu, ma invece di mangiare una mela come spuntino oggi, hai mangiato un pezzo di pizza Oppure immagina di non essere te perché i protoni non funzionano allo stesso modo dove sei "tu", e gli atomi non si formano e tutto l'universo è senza vita e strano. O immagina qualsiasi cosa, perché quando parliamo del multiverso, spesso ci troviamo a ripercorrere queste infinite possibilità di esistenza. Che va bene e bene; il multiverso riguarda questi mondi "alternativi". Ma è anche un canale della fisica che potrebbe rispondere ad alcune domande serie, pur continuando a suscitare dure critiche da parte degli scettici.
Primo, parliamo dell'ascesa alla popolarità del multiverso e del motivo per cui è così impopolare con alcuni scienziati che sostengono che sia più filosofia che scienza. Inizieremo con il Modello Standard della fisica delle particelle, che è fondamentalmente il modello accettato della materia e delle forze fondamentali che esistono nell'universo. A questo punto, li abbiamo visti tutti:le particelle di materia (comprese cose come elettroni e protoni), e le quattro forze con cui interagiscono.
L'unica discrepanza che abbiamo avuto con il Modello Standard è che, mentre sappiamo che le particelle hanno massa, non siamo riusciti a capire come sia stata acquisita quella massa. Quando gli scienziati hanno osservato il bosone di Higgs nel 2012 durante gli esperimenti al Large Hadron Collider, l'ultimo pezzo del puzzle del modello standard scivolò al suo posto:il campo di Higgs, composto da una zuppa di bosoni di Higgs, permette alle particelle di guadagnare massa. Abbiamo tutti festeggiato perché la scienza è stata scoperta, e tutti potrebbero tornare a casa per riflettere su questioni più importanti, come se Lady Mary potesse gestire da sola Downton Abbey e lasciare fuori i fastidiosi corteggiatori.
Immagino che tu abbia già stabilito che la scienza non è risolta, e i Lotharios alla vaniglia continuano a bombardare Mary ogni settimana. Perché mentre il modello standard funziona alla grande per quello che abbiamo osservato, possiede ancora qualcosa di enorme, buchi spalancati. Ed è così che gli scienziati spiegano quei buchi che ci imbatte nell'idea del multiverso. Quindi esaminiamo alcune di queste lacune, per capire perché un multiverso potrebbe iniziare a sembrare attraente.
Ci sono alcune cose importanti a cui il Modello Standard non risponde. Come come funziona la gravità all'interno del Modello Standard, e come le altre tre forze fondamentali potrebbero essere unite in una sola. Un'altra questione in sospeso è che l'universo è in gran parte costituito da materia oscura ed energia; non siamo mai stati in grado di osservare cosa sia quella misteriosa materia "altra". Il terzo è che mentre abbiamo visto il bosone di Higgs negli esperimenti di LHC, l'abbiamo osservato a una massa che aveva poco senso. Avrebbe dovuto essere estremamente grande; in realtà era abbastanza leggero [fonte:Fermilab]. Ora tu o io, supponendo che tu non sia un fisico di fama mondiale, e se lo sei per favore identificati -- probabilmente stai pensando, "Peccato. Sembra che il modello standard non sia così standard, o molto di un modello. Tornare al tavolo da disegno per creare il modello standard alternativo che spieghi effettivamente le cose".
Richiamare, però, che il Modello Standard sia effettivamente confermato; in altre parole, tutto ciò che il Modello Standard aveva previsto è stato osservato. Il modello standard, sembra, non ha bisogno di essere rottamato; dobbiamo "solo" capire la fisica che non spiega.
Siamo in un momento affascinante per esaminare quali sono le bugie oltre il modello standard, grazie al Large Hadron Collider. LHC funziona frantumando insieme i protoni a velocità enormi, quasi la velocità della luce. (Ecco perché li chiamano acceleratori di particelle.) Quando i protoni si scontrano, si verifica un Big Bang su piccola scala che riproduce le condizioni subito dopo l'inizio del nostro universo. Possiamo studiare i detriti che volano da questi frammenti di protoni per vedere se possiamo trovare particelle che potrebbero andare oltre il Modello Standard, dandoci un'idea migliore di come rispondere alle domande a cui il modello non risponde.
Ricordi come abbiamo detto che dovremmo ringraziare il Large Hadron Collider per aver fornito un momento così fertile per la fisica delle particelle? Alcuni scienziati hanno maggiori probabilità di brontolare un "grazie per niente" al vecchio LHC. Perché oltre l'Higgs, non ha trovato nulla. Che è un grosso problema, perché un'idea ampiamente accettata per riempire i buchi del Modello Standard era l'idea della supersimmetria. In breve, la supersimmetria diceva che per ogni particella nota di massa o forza, c'era un superpartner ancora invisibile che era molto più pesante.
La supersimmetria presenterebbe un elegante, soluzione naturale a tutta una serie di domande sul modello standard. Presenta un valido candidato per la materia oscura (sotto forma di un superpartner), spiega le discrepanze di massa e potrebbe persino unificare le tre forze in un'unica alta energia [fonte:Schwartz]. Sfortunatamente, l'LHC non ha ancora trovato un solo superpartner, anche se in realtà dovremmo trovarne alcuni della stessa massa dell'Higgs. Infatti, non abbiamo trovato alcuna prova di supersimmetria, periodo.
È qui che entra in gioco il multiverso. È un'altra estensione del Modello Standard che cerca di spiegare alcune delle domande persistenti a cui il Modello Standard non è realmente progettato per rispondere. e ragazzo, è controverso.
Essenzialmente, il concetto di multiverso (e ce n'è più di uno) dice che questo non è l'unico universo nel cosmo. Mentre le cose potrebbero funzionare in un modo nel nostro piccolo angolo, che non garantisce affatto che ci sia una costante, ordine naturale che racchiude la Fisica con la P maiuscola.
Queste idee multiverso assumono una miriade di forme diverse. Forse viviamo in un universo sopra un universo sopra un universo, e così via all'infinito. Forse viviamo in un universo "tascabile" in un campo infinito di universi. Forse viviamo anche in un universo di universi in cui può verificarsi qualsiasi possibile esito di qualsiasi cosa, perché tutte le probabilità esistono nel loro universo. In ogni contesto, il multiverso include un punto cruciale:siamo un incidente. Il nostro universo non è stato appositamente sintonizzato per avere le giuste costanti che rendono possibile la nostra esistenza - e l'esistenza di ogni cosa. Anziché, è solo una probabilità statistica che in un numero infinito di universi, uno di loro sarebbe uscito come il nostro, con particelle che possono aggregarsi per formare atomi, molecole, erba, aria, stelle, Portafortuna e persone.
Molti fisici trovano questa prospettiva desolante. Perché studiare l'universo se non c'è niente da scoprire? Se non è altro che una coincidenza statistica che il nostro mondo funzioni come funziona, cosa c'è di così eccitante nel cercare di capire con quale energia le forze si uniscono? È solo un numero. Ma al di là delle ho-hum ragioni per diffidare del multiverso, alcuni fisici sostengono che sia una scienza decisamente irresponsabile, poiché non è stato visto e nessuno può provarlo.
Certo, la scienza è spesso basata su grandi questioni che non sono sempre facilmente verificabili; questo è completamente giusto. Non possiamo semplicemente elaborare idee basate sui fatti, altrimenti non ci sarebbe mai una scintilla di creatività a spostarci oltre ciò che già sappiamo. Ma gli scienziati si affidano alla ricerca di ipotesi verificabili, oppure siamo in un altro regno - oserei dire, universo - chiamato filosofia.
Che è esattamente ciò che alcuni fisici trovano così sconvolgente riguardo al multiverso e altri dozzine apparentemente non verificabili come la teoria delle stringhe. con le sue molteplici dimensioni che non abbiamo speranza di vedere. (O sensazione. O udito. Hai capito.) Se non possiamo testarli, non sono altro che idee teoriche, relegato alle discussioni "what if" della cena.
Certo, molte importanti teorie scientifiche non sembrano essere facilmente verificabili all'inizio. Il problema con i multiversi è che ci impone di smettere di guardare le cose che possiamo vedere, e prova a esplorare ciò che non possiamo vedere [fonte:Frank]. Tentando di svelare il mistero di ciò che possiamo osservare, alcuni sosterrebbero, è molto più importante che rincorrere le cose ipotetiche che non abbiamo speranza di scoprire.
Come potresti essere in grado di dire, il concetto di multiverso è selvaggiamente polarizzante nella comunità dei fisici. Nelle fonti, vedrai esempi di persone che lo amano e lo detestano, e ti incoraggio a leggere entrambi i lati dell'argomento.
