L’Universo potrebbe non essere ‘naturale’

Ad una conferenza tenutasi lo scorso mese di Aprile presso la Columbia University, il fisico teorico Nima Arkani-Hamed dell’Institute for Advanced Study di Princeton, ha discusso alcuni recenti risultati dalle implicazioni contraddittorie relativi agli esperimenti condotti al Large Hadron Collider (LHC).

È tempo di pensare ad una ‘nuova’ fisica?

Qualche secolo fa, gli scienziati andavano affermando che non ci fosse più nulla da scoprire, un pensiero che venne ben presto superato quando agli inizi del XX secolo vennero prima formulati i concetti base della teoria dei quanti, ad opera di Max Planck, e qualche decennio più tardi la teoria della relatività generale, grazie al genio di Albert Einstein. Oggi, dobbiamo dire che tra i fisici non c’è più quell’arroganza anche perché la relatività ci ha fornito un modello estremamente accurato dell’Universo che siamo in grado di osservare. Nonostante ciò dobbiamo tener conto di tutta una serie di altri modelli che tentano invece di spiegare quei fenomeni fisici “invisibili” che rimangono ancora un mistero. Di fatto, il sogno degli scienziati del XXI secolo è quello di riconciliare i due pilastri fondamentali della fisica e cioè da un lato la relatività generale e dall’altro la meccanica quantistica (vedasi Idee sull’Universo). Ma allora, è forse giunto il momento di introdurre un cambiamento radicale a partire dalle questioni più fondamentali? Vedremo nei seguenti paragrafi quali sono i temi fondamentali che i fisici stanno oggi discutendo e quali potrebbero essere i passi successivi verso una comprensione più profonda dei fenomeni naturali. 

Il multiverso e l’idea dell’infinita ripetizione delle storie

Tra i tanti temi di cui si occupa la cosmologia moderna uno riguarda il concetto di multiverso, cioè la possibilità che esistano infiniti universi e perciò infiniti mondi che potrebbero ospitare altrettante terre con forme di vita differenti. Ma è davvero così? Nonostante questa idea sia alquanto affascinante, tuttavia qualche scienziato rimane molto scettico. È il caso di due ricercatori spagnoli che hanno pubblicato di recente un articolo dove criticano l’idea dell’infinita ripetizione delle storie, che è strettamente collegata al concetto di storie alternate, ma anche a quello degli universi paralleli o persino all’interpretazione dei molti mondi (vedasi Enigmi Astrofisici).

Il 'muro di fuoco', un nuovo paradosso sui buchi neri

In un recente articolo apparso su Simons Foundation dal titolo Alice and Bob Meet the Wall of Fire, Jennifer Ouellette riporta le ultime idee bizzarre emerse al workshop di Stanford tenutosi a Novembre dell'anno passato su un nuovo paradosso che riguarda gli enigmatici buchi neri. Di solito, quando vengono proposti alcuni esperimenti mentali i protagonisti principali si chiamano Alice e Bob. Oggi, però, pare che i due ragazzi siano arrivati ad un bivio. Tra i due, la più avventuriera e piuttosto spericolata Alice vuole saltare in un buco nero molto massiccio, lasciandosi alle spalle lo sconsolato Bob che rimane al di là dell’orizzonte degli eventi, cioè quella regione ideale superata la quale niente, nemmeno la luce, può tornare indietro. Ma vediamo un pò più in dettaglio di che cosa si tratta.

Materia scura, siamo sulla ‘soglia’ di una scoperta?

Sono passati più di 2000 anni dai tempi in cui l’uomo si chiedeva di cosa siamo fatti, di che cosa è fatto l’Universo che circonda. Abbiamo pensato che tutto ciò che brillasse intorno a noi, sia sulla Terra che nello spazio, costituisse tutta la materia presente nell’Universo. Ma gli scienziati hanno scoperto che non è tutto ciò che brilla nella luce che caratterizza l’Universo piuttosto ciò che si nasconde nell’oscurità. C’è quindi un problema: il contenuto di tutta la materia visibile nell’Universo è solo il 4-5% circa. Dov’è tutto il resto? Si ritiene che la cosiddetta materia scura contribuisca a circa il 23% del contenuto materia-energia dell’Universo, anche se gli scienziati non hanno idea di che cosa si tratti dato che non è possibile osservarla direttamente (per questo motivo è stata definita con l’aggettivo “scura”). Dunque, come possiamo rivelarla e, se un giorno saremo in grado di farlo, che tipo di informazione ricaveremo sulla natura dell’Universo?