Universi multipli, ovunque Hemera/ThinkStock Quando ti immaginavi adulto, forse avevi un'idea che saresti stato sofisticato. Intelligente. Urbano, anche. Il tipo di adulto che andava alle cene e parlava con parole dolci di filosofia, i temi del giorno, le grandi questioni della scienza.
Poi sei cresciuto e hai scoperto che quando andavi a casa di un amico per un barbecue in giardino (le cene soffocanti erano, si scopre, principalmente fantascienza), invece gridavi ai tuoi figli di scendere dal mucchio di compost, suscitando compassione per il fatto di dover rifare il tetto, e cercando di non far capire che non ricordi il nome della persona con cui stai parlando.
In altre parole, potresti ritrovarti a desiderare un po' più di intelligenza e molte meno ali da barbecue al miele. La prossima volta, prova questa domanda per sbloccare la tua mente:la supersimmetria e il multiverso possono essere entrambi veri?
Per risolvere questo problema, inizieremo con una lezione sulla supersimmetria. Per comprendere la supersimmetria, dovresti prima capire che - di per sé - non è una "teoria". La supersimmetria è un'estensione di quello che chiamiamo Modello Standard, che dice ai fisici quali particelle esistono e come funzionano a un livello fondamentale. Fondamentalmente, rappresenta 12 particelle fondamentali e quattro forze con cui interagiscono.
Il modello standard, Sfortunatamente, non può spiegare discrepanze davvero fastidiose nel funzionamento dell'universo. Ad esempio, non ha alcuna soluzione per cosa sia la materia oscura:è una variabile ancora invisibile che sembra popolare più di un quarto del nostro universo [fonte:NASA].
La supersimmetria cerca di colmare i buchi nel Modello Standard dicendo che per ogni particella di materia nota che abbiamo, c'è una particella di forza molto più pesante, e viceversa [fonte:Fermilab]. Questi "superpartner" sarebbero di grande aiuto nella comprensione del Modello Standard. Aiuterebbero anche a spiegare cose come la materia oscura, poiché il superpartner più leggero sarebbe un buon candidato per le cose misteriose.
Forse ancora meglio per i fisici – che finora sono stati felici di confermare le risposte naturali alle domande di fisica – la supersimmetria fornirebbe una soluzione elegante per le carenze del Modello Standard. Funzionerebbe con equazioni matematiche, oltre a bilanciare perfettamente la massa del bosone di Higgs con ciò che abbiamo osservato, spiegando così perché l'Higgs è molto più leggero di quanto il solo Modello Standard preveda che dovrebbe essere. Sarebbe pulito e ordinato.
E ancora, c'è un problema decisamente disordinato con i superpartner. È il piccolo dettaglio che sembrano non esistere, almeno, non nelle stesse collisioni di protoni che ci hanno portato al bosone di Higgs. È lì che tutti i modelli matematici prevedono che dovrebbero essere, ma non lo sono. Non devi essere un fisico delle particelle per sapere che è un problema quando qualcosa non esiste dove ti aspetti di trovarlo.
I fisici non hanno completamente gettato la spugna, anche se. Il Large Hadron Collider è destinato a scontrarsi a energie più elevate quando si riaccenderà nel 2015, e molti sperano che le collisioni si traducano in alcuni fenomeni interessanti, inclusa la scoperta di superparticelle a masse più elevate di quelle possibili nelle collisioni fatte finora.
Però, altri fisici stanno cercando altre spiegazioni nel caso in cui la supersimmetria si rivelasse una chimera. Saluta il multiverso.
Più specificamente, saluta i multiversi. Ce ne sono molti. L'idea di base del multiverso è che il nostro universo è solo uno in una zuppa infinita di . . . bene, roba? Qualunque cosa sia, tutti questi multiversi si sono rivelati come hanno fatto, seguendo le leggi che hanno, a caso. Il nostro universo è stato abbastanza fortunato da rivelarsi perfetto per crearci, e tutte le altre cianfrusaglie del cosmo. Il che potrebbe sembrare speciale e divertente per te e per me - voglio dire, guarda come dobbiamo essere incredibili e diversi da tutti quegli altri stupidi universi! – ma per molti fisici, il multiverso è un disordine, bambino disordinato.
Pensa un po' più da vicino a cosa implica l'essere in un multiverso. La supersimmetria è il valedictorian della classe. Ha la materia e le forze fondamentali che lavorano così di concerto l'una con l'altra per assicurarci che è prevedibile e costante. Multiverso, d'altra parte, praticamente ha sbattuto una bevanda energetica, è entrato ai SAT e ha ottenuto un punteggio perfetto. Forse ha indovinato; forse conosceva davvero tutte le risposte. Non importa. Ma possiamo facilmente far risalire il successo della supersimmetria all'essere metodico e prevedibile, mentre il multiverso non ha alcun record per essere uno studente così brillante - invece, è tutto casuale.
Ad alcuni scienziati, è profondamente inquietante. Se facciamo parte di un universo in cui le cose funzionano in un modo solo perché qui le cose funzionano casualmente, sapendo che in un altro universo funzionano in modo diverso, solo perché – potrebbero anche gettare la spugna. Che senso ha scoprirlo se non è altro che un caso casuale? L'intera faccenda implica che abbiamo sempre fatto le domande sbagliate. Non è "Perché osserviamo l'universo agire in questo modo?" ma forse "Come agisce un altro universo?"
Quindi ora che comprendiamo la supersimmetria e l'idea del multiverso, abbiamo qualche speranza di tentare di riconciliarli? È importante ricordare, prima di tutto, che stiamo parlando di teorie che vanno oltre il Modello Standard:né la supersimmetria né il multiverso stanno tentando di identificare o addirittura definire le particelle fondamentali che abbiamo osservato direttamente [fonte:Willenbrock]. Sono solo due modi per cercare di capire perché la materia fondamentale e le forze interagiscono in quel modo.
E in qualche modo, possiamo abbreviare la nostra domanda per chiedere semplicemente, "Può esistere la supersimmetria in un multiverso?" La risposta a questo:Assolutamente. Come abbiamo detto, l'idea dei multiversi lascia aperti un numero piuttosto infinito di universi. Come sono ordinati - cioè, se funzionano come i nostri o in modo diverso o in modo simile o leggermente diverso, è completamente discutibile. È ragionevole supporre che se esistesse un numero infinito di universi, uno di loro potrebbe operare in modo supersimmetrico. Tutto può succedere in un altro universo, e se ce ne sono abbastanza, tutto lo farà.
Supersimmetria, ricordare, creerebbe un ordine naturale - e si spera osservabile - al modo in cui le particelle e la forza funzionano nel nostro universo. Non è un'idea teorica sulla natura del cosmo, a differenza del multiverso. Quindi la supersimmetria e il multiverso non si escludono esattamente a vicenda, e stanno proponendo alcune soluzioni a domande simili. Ma si stanno occupando di idee abbastanza diverse che potremmo teoricamente farle accadere entrambe nello stesso momento.
È anche importante notare che alcuni modelli del multiverso (tieni presente che ce ne sono molti) dipendono in realtà dalla supersimmetria per esistere. Alcuni sostengono addirittura che trovare la supersimmetria sarebbe un argomento per la teoria delle stringhe, che in alcune iterazioni fa parte del modello multiverso.
