Il multiverso sfida la scienza come la conosciamo, e Hawking non ne era soddisfatto. Ma da allora il nostro viaggio ai confini del tempo ha rimodellato la nostra visione del cosmo, e noi stessi.

Quando ho incontrato per la prima volta Stephen Hawking nel suo ufficio di Cambridge nel 1998, aveva sentimenti contrastanti sul multiverso:l'idea che il nostro universo fosse solo uno dei tanti.

Insieme, abbiamo intrapreso una ricerca per ottenere una comprensione più profonda di esso. Il nostro viaggio ci ha portato al big bang e all'inizio del tempo, e ha aperto la strada a una visione completamente nuova del cosmo.

Il multiverso è un naturale, e probabilmente anche inevitabile, conseguenza di un mondo quantistico che è fondamentalmente governato dall'incertezza e dal caso. Ma l'esistenza di un multiverso sfida la scienza per come la conosciamo e limita ciò che la cosmologia ha da dire sul nostro mondo.

Alcuni hanno persino sostenuto che l'idea del multiverso non dovrebbe essere considerata affatto una scienza, dal momento che non possiamo saltare da un universo all'altro per testarlo. falco, testardo, accorto, e soprattutto infinitamente appassionato di cosmologia, in disaccordo con questo.

"Il mio obiettivo è semplice", ha dichiarato una volta. "È una comprensione completa dell'universo. Perché esiste, e perché è così com'è." Così abbiamo deciso di intrecciare l'idea intuitiva del multiverso in una struttura rigorosa e verificabile per la cosmologia.

Il nostro viaggio

Ero venuto a Cambridge dal Belgio per studiare cosmologia teorica, e Hawking mi prese come suo studente laureato. Lavorando spalla a spalla, per giorni interi, ci siamo trovati gradualmente sulla stessa lunghezza d'onda scientifica.

Era un cercatore di verità, con un'insaziabile passione per la pura ricerca scientifica e un'incredibile gioia di vivere. Credo che questo sia ciò che lo ha fatto andare avanti nonostante le sue difficoltà fisiche. È anche ciò che ha reso così divertente lavorare con lui:non sapevi mai quando finiva la fisica e iniziava la festa.

Stephen e io ci siamo avvicinati grazie alla nostra connessione intellettuale e alla gioia condivisa della scoperta. Siamo diventati anime gemelle nella nostra missione di ottenere una presa sul multiverso.

Durante i primi anni della nostra collaborazione, Stephen comunicava attraverso il suo computer premendo un mouse che teneva in mano per dirigere un cursore sullo schermo e selezionare la parola che voleva da un dizionario digitale. In questo modo componeva frasi al ritmo di poche parole al minuto.

Quando ha perso la forza nella sua mano necessaria per controllare il topo, Stephen passò a spostare il cursore sullo schermo attivando con la guancia un sensore di movimento montato sugli occhiali. E quando anche questo divenne difficile, mi posizionerei davanti a Stefano, chiaramente nel suo campo visivo, e sondare la sua mente sparando domande.

Gli occhi di Stephen si illuminavano intensamente quando le mie argomentazioni risuonavano con la sua intuizione. Vorremmo costruire su questo, navigando e sfruttando il linguaggio comune e la comprensione reciproca che abbiamo sviluppato negli anni.

Esplorando i confini dell'universo

La nostra ricerca di una comprensione più profonda dell'architettura sottostante del cosmo ci ha portato ai regni più estremi del nostro universo ai margini del tempo:alla fine del tempo, nel profondo dei buchi neri, e l'inizio del tempo al Big Bang.

Cosa succede ai confini del mondo, quando il tempo cessa di essere significativo, e la teoria della gravità di Einstein crolla?

Le condizioni fisiche all'origine dell'universo sono ancorate al regno delle scienze naturali, codificare l'evoluzione complessiva dell'universo che emerge?

Perché l'universo si preoccupa di esistere?

La teoria quantistica predice un multiverso

All'origine del nostro universo, il mondo macroscopico dominato dalla gravità e descritto dalla deformazione dello spazio-tempo di Einstein si fonde con il mondo microscopico delle particelle, governato dalla teoria dei quanti.

Per descrivere cosa succede al Big Bang, queste due prospettive molto diverse sul mondo devono essere combinate in un unico quadro unificato.

Ma la teoria quantistica prevede le probabilità per risultati diversi. Nella teoria quantistica delle particelle queste potrebbero essere le probabilità di trovare una particella in un luogo o in un altro. Applicato alla cosmologia, però, il risultato è un intero universo!

Così, qualsiasi teoria quantistica del Big Bang predirà quindi una varietà di universi diversi, ognuno con la propria evoluzione. Insieme questi formano un multiverso, una sovrapposizione di molti mondi, esistenti in parallelo.

L'ologramma all'inizio del tempo

Basandosi sui nuovi sviluppi della teoria delle stringhe, Stephen ed io abbiamo sviluppato un simile modello quantistico del Big Bang.

La teoria delle stringhe prevede che il nostro universo sia fondamentalmente un ologramma che si rivela solo nelle condizioni più estreme, come quelli del Big Bang.

Questo è un po' astratto, ma un ologramma è una sorta di cambiamento di dimensione in cui tutte le informazioni in un volume di spazio sono proiettate e codificate su una superficie. Abbiamo usato la nozione di olografia, sviluppato nella teoria delle stringhe, proiettare la dimensione del tempo nelle prime fasi dell'evoluzione del nostro universo, e per descriverli in un modo del tutto senza tempo.

In tal modo la nostra teoria evita il crollo della teoria della relatività di Einstein al Big Bang, perché perdiamo ogni nozione di tempo nel nostro cammino verso di esso.

In controllo del multiverso

Poco prima della sua morte ho sentito che Stephen sentiva fortemente che l'olografia ci desse la presa sul multiverso che aveva sempre cercato.

Di certo non siamo ridotti a un universo unico, ma la nostra descrizione del Big Bang come ologramma implica una significativa riduzione del multiverso, fino a un insieme di universi che evolvono in modo simile al nostro.

Con caratteristico e assoluto entusiasmo, Stephen dichiarò che finalmente avevamo il controllo del multiverso e gli piaceva avere il controllo.

Forse lo siamo. Ma sono necessarie molte più ricerche per decodificare l'ologramma all'inizio del tempo per comprendere appieno la nuova visione dell'universo che nasconde.

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di ScienceNordic, la fonte affidabile per le notizie scientifiche in lingua inglese dai paesi nordici. Leggi la storia originale qui.