In fisica teorica il Multiverso è un’ipotesi che postula l’esistenza di universi coesistenti fuori dal nostro spaziotempo, spesso denominati dimensioni parallele.

Il concetto di Multiverso fu proposto in modo rigoroso per la prima volta dal fisico statunitense Hugh Everett III (Washington, 11 novembre 1930 – McLean, 19 luglio 1982) nel 1957, con l’interpretazione a molti mondi della meccanica quantistica. Successivamente è stato riaffermato come possibile conseguenza di alcune teorie scientifiche, specialmente la Teoria delle Stringhe e quella dell’Inflazione Caotica o Teoria delle Bolle.

Dal punto di vista filosofico l’ipotesi è antica. Venne posta come pluralità di mondi simili alla Terra già dagli atomisti greci, e trovò nuovo vigore dopo la rivoluzione copernicana con la scoperta della grandezza effettiva dell’universo, contenente miliardi di galassie. Un precursore dell’idea moderna di multiverso fu il filosofo rinascimentale Giordano Bruno.

L’ipotesi è fonte di disaccordo nella comunità dei fisici, che la collocano nella scienza di confine. Tra i sostenitori di almeno uno dei modelli del multiverso ci sono Stephen Hawking, Steven Weinberg, Brian Greene, Michio Kaku, Neil Turok, Lee Smolin, Max Tegmark, Andrej Linde, Alex Vilenkin.

Tra coloro che non accettano l’ipotesi così com’è formulata o che la criticano ci sono David Gross, Paul Steinhardt (che sostiene l’ipotesi della collisione di due mondi-brana), Roger Penrose (che propone una sua versione differente detta cosmologia ciclica conforme) e Paul Davies. Per alcuni di questi studiosi la questione è più filosofica che scientifica, quindi dannosa per la fisica teorica in quanto semplicemente pseudoscienza, ovvero una speculazione teorica non falsificabile da dati o evidenze sperimentali.

Il termine “Multiverso” fu coniato nel 1895 dal filosofo e psicologo americano William James. L’idea di universi paralleli fu ripresa dallo scrittore di fantascienza statunitense Murray Leinster nel 1934 e in seguito da molti altri, come Jorge Luis Borges, divenendo un classico del genere fantastico.

Queste le teorie. Ma che cosa c’è oltre i confini dell’Universo Osservabile? È possibile che il nostro universo sia solo uno dei tanti in un multiverso molto più vasto?

Sono molti i film che hanno affrontato questo tema. Dalle pellicole con i supereroi come il Cinecomic campione di incassi Doctor Strange nel Multiverso della Follia (lo adoro! Ndr), fino al re delle produzioni indie Everything Everywhere All at Once. Le storie di fantascienza sono piene di interazioni fantasiose tra realtà alternative. E, a seconda del cosmologo interpellato, il concetto di multiverso può essere ritenuto qualcosa di più della mera fantasia oppure di un comodo espediente narrativo.

Le idee elaborate dall’uomo sulle realtà alternative sono antiche e varie; nel 1848 Edgar Allan Poe scrisse addirittura un poema in prosa in cui immaginava l’esistenza di “un’illimitata successione di universi”.  Ma il concetto di Multiverso ha cominciato a prendere piede quando le teorie scientifiche moderne, nel tentativo di spiegare le caratteristiche del nostro universo, hanno previsto l’esistenza di altri universi, dove gli eventi si verificano al di fuori della nostra realtà.

“La nostra comprensione della realtà non è ancora completa” – spiega il fisico dell’Università di Stanford Andrei Linde – “La realtà esiste indipendentemente da noi”.

Quegli universi, se esistono, sono separati dal nostro, irraggiungibili e non rilevabili tramite misurazione diretta (almeno finora), perciò alcuni esperti si chiedono se la ricerca di un multiverso possa davvero considerarsi scientifica.

Gli scienziati scopriranno mai se il nostro è l’unico universo esistente?

Analizziamo le diverse teorie su un possibile multiverso, inclusi altri universi con leggi della fisica proprie, e cerchiamo di capire se là fuori possono esistere altre versioni di noi stessi.

Che cos’è un Multiverso?

Multiverso è il termine che gli scienziati usano per descrivere l’idea che al di là dell’universo osservabile possano esistere anche altri universi. I multiversi sono inclusi in varie teorie scientifiche che descrivono diversi scenari possibili: dalle regioni dello spazio in piani diversi rispetto al nostro universo, fino a distinti universi a bolla che emergono continuamente.

Tutte queste teorie hanno un’unica cosa in comune: suggeriscono che il tempo e lo spazio che possiamo osservare non sono l’unica realtà possibile.

Perché gli scienziati pensano che possano esistere più universi?

“L’esistenza di un solo universo non basta a spiegare tutte le caratteristiche di quello in cui viviamo”, spiega il giornalista scientifico Tom Siegfried il cui libro, intitolato The Number of the Heavens, indaga su come si è evoluto nel corso dei millenni il concetto di Multiverso.

“Perché le costanti fondamentali della natura sono quelle che sono?”, si chiede Siegfried. “Perché nel nostro universo c’è abbastanza tempo per creare stelle e pianeti? Perché le stelle splendono in quel modo, proprio con la giusta quantità di energia? Tutte queste sono domande a cui non sappiamo rispondere con le nostre teorie fisiche”.

Siegfried afferma che esistono due possibili spiegazioni: o servono teorie più nuove e migliori per spiegare le caratteristiche del nostro universo, oppure è possibile che “siamo solo uno di molti universi differenti e viviamo in quello più piacevole e comodo”.

Quali sono le teorie più diffuse sul multiverso? 

L’idea forse più accettata nell’ambiente scientifico è quella conosciuta con il nome di Inflazione Cosmica, ovvero l’idea che nei momenti immediatamente successivi al big bang l’universo si sia espanso rapidamente ed esponenzialmente. L’inflazione cosmica spiega molte delle proprietà osservate dell’universo, come la sua struttura e la distribuzione delle galassie.

“Questa teoria inizialmente sembrava fantascienza, anche se molto fantasiosa”, spiega Linde, uno degli ideatori della teoria dell’inflazione cosmica. “Ma spiegava così tante caratteristiche interessanti del nostro mondo che si è cominciato a considerarla seriamente”.

La teoria prevede tra l’altro che l’inflazione possa ripetersi nel tempo, magari anche all’infinito, creando una costellazione di universi a bolle. Non tutte quelle bolle hanno le stesse caratteristiche della nostra, potrebbero infatti esistere spazi in cui le leggi della fisica funzionano diversamente. Alcune potrebbero essere simili al nostro universo, ma tutte esistono al di là di ciò che possiamo osservare direttamente.

Ci sono altre teorie?

Un altro tipo interessante di multiverso è la cosiddetta Interpretazione a molti mondi della meccanica quantistica, una teoria che descrive il comportamento della materia dal punto di vista matematico. Proposta dal testé menzionato fisico Hugh Everett nel 1957, l’interpretazione a molti mondi prevede la presenza di linee temporali ramificate, o realtà alternative in cui le nostre decisioni si sviluppano in modo diverso, talvolta producendo risultati estremamente diversi.

“Di fatto esistono infinite Terre parallele, e quando compi un esperimento e ottieni delle probabilità, quella è la dimostrazione che stai vivendo sulla Terra dove quello è il risultato dell’esperimento” – spiega il fisico James Kakalios dell’Università del Minnesota – “ma sulle altre Terre il risultato è diverso”.

Secondo questa interpretazione, varie versioni di un individuo starebbero vivendo le molte vite possibili che quello stesso individuo avrebbe potuto vivere se avesse preso decisioni diverse. Tuttavia, l’unica realtà che può percepire è quella in cui vive.

Quindi, dove esistono tutte le altre “Terre”?

Sono tutte sovrapposte in dimensioni a cui non possiamo accedere. Max Tegmark del MIT (Massachusetts Institute of Technology) definisce questa teoria Multiverso di livello III, in cui molteplici scenari si realizzano in realtà ramificate.

“Nell’interpretazione a molti mondi la bomba atomica esiste, solo che non sai esattamente quando scoppierà”, spiega Linde. E forse, in alcune di quelle realtà, non scoppierà affatto.

Al contrario, i molteplici universi previsti da alcune delle teorie dell’inflazione cosmica sono quelli che Tegmark chiama Multiverso di livello II, dove la fisica di base può essere diversa tra i vari universi. In un multiverso inflazionario, prosegue Linde, “non si sa neppure se, in alcune parti dell’universo, la bomba atomica sia addirittura possibile in linea di principio”.

È possibile viaggiare tra i multiversi?

Sfortunatamente no. Gli scienziati pensano che non sia possibile viaggiare tra gli universi, almeno non ancora.

“A meno che gran parte delle leggi della fisica ormai ampiamente consolidate non si rivelino errate, non è possibile viaggiare in questi multiversi” – spiega Siegfried – “ma chi può dirlo? Magari tra mille anni… è possibile che qualcuno riesca a inventare qualcosa che ora non potremmo nemmeno immaginare”.

Esistono prove dirette dell’esistenza di questi multiversi? 

Solo indizi. Anche se alcune caratteristiche dell’universo sembrano implicare l’esistenza di un multiverso (come delle increspature dello spazio ai confini dell’universo, provocate teoricamente da collisioni con altre bolle), non è stato direttamente osservato niente che ne suggerisca l’effettiva presenza. Finora l’idea di un multiverso è puramente teorica e, in alcuni casi, filosofica.

Alcuni esperti sostengono che potrebbe essere un’eccezionale coincidenza cosmica che il big bang abbia originato un universo perfettamente equilibrato, ideale proprio per la nostra esistenza. Altri scienziati ritengono più probabile che esistano una serie di universi fisici, e che semplicemente noi abitiamo in quello che presenta le caratteristiche più adatte per la nostra sopravvivenza.

“Quella di un numero infinito di piccoli universi alternativi, o universi bolla, alcuni dei quali hanno leggi fisiche diverse o costanti diverse, è un’idea allettante”, sostiene Kakalios, che aggiunge: “Ecco perché alcune persone prendono queste teorie piuttosto seriamente, poiché aiutano a rispondere ad alcuni quesiti filosofici”.

Gli scienziati dibattono sulla possibilità che il multiverso sia addirittura una teoria empiricamente dimostrabile; secondo alcuni non lo è, considerato che, per definizione, un multiverso è indipendente dal nostro universo e non è possibile accedervi. Ma forse non abbiamo ancora scoperto il test giusto.

Sapremo mai se il nostro universo è solo uno dei tanti?

Forse no. Ma i multiversi sono alcune delle previsioni di varie teorie che possono essere testate in altri modi. E, se quelle teorie superano tutti i test, allora magari anche la teoria del multiverso reggerà. Oppure, forse, alcune nuove scoperte aiuteranno gli scienziati a scoprire se esiste davvero qualcosa al di là del nostro universo osservabile.

“L’universo non è limitato a ciò che alcune masse di protoplasma su un piccolo pianeta sono in grado di capire o di testare”, conclude Siegfried. “Possiamo dire che una teoria non è verificabile e quindi non può essere vera, ma ciò significa solo che non sappiamo come verificarla. E forse un giorno scopriremo come fare, oppure no. Ma l’universo può fare tutto ciò che vuole”.

E non può mancare l’opinione di Stephen Hawcking

“La realtà potrebbe essere fatta di molteplici universi, in numero limitato e tutti abbastanza simili tra loro”. L’ultimo lavoro di Stephen Hawking pone dei limiti all’infinità della struttura cosmica in precedenza teorizzata.

“La teoria convenzionale dell’inflazione eterna prevede che, globalmente, il nostro Universo sia come un frattale infinito, con un mosaico di differenti universi-tasca separati da un oceano inflazionario”, aveva affermato Hawking tempo fa, aggiungendo di non essere però un grande “fan” di questa ipotesi.
 
Nel suo ultimo lavoro, Hawcking pone dei limiti a questa infinità: “Gli universi alternativi potrebbero non essere governati da leggi fisiche radicalmente diverse e, al contrario, non essere molto differenti l’uno dall’altro”. Questa teoria aiuterebbe a spiegare perché, data la varietà di condizioni ostili possibili, quello in cui viviamo sia un universo così incredibilmente adatto alla vita.

Considerazioni Finali

Che dire? Tutto è possibile, anche l’impossibile, quando s’indossano gli “occhiali” giusti. Fino al 1995 si credeva che il Sistema Solare fosse unico nell’universo, semplicemente perché i telescopi ottici non erano in grado di individuare esopianeti (pianeti al di fuori del Sistema Solare). Il telescopio digitale Hubble (gli “occhiali” giusti ndr), dissipò i restanti dubbi. Questa scoperta diede il via alla ricerca di pianeti abitabili in tutto lo spazio. Oggi, l’Universo Unico comincia a stare stretto fra gli orizzonti della scienza, e una cosa è certa: non è infinito, è in continua espansione e prima o poi morirà (fra miliardi e miliardi di anni).

Mi sono sempre chiesto: “Se un giorno la tecnologia fosse in grado di viaggiare indietro nel tempo, potrei stringere la mano a me stesso?”

Certo che no! Si creerebbe un’alterazione del “continuum temporale” (termine ricorrente nei film di fantascienza, quali ad es. Star Trek e Flash), o, in termini scientifici, una vera e propria “Inconsistenza Temporale”. Di conseguenza verrebbe alterato di colpo il presente, il che va oltre l’impossibile. E su questo sono d’accordo tutti gli scienziati.

Quindi ogni universo è autoconsistente. Ma i sostenitori del Multiverso e dell’Inflazione Cosmica aggiungono un particolare interessante: “Tornare indietro nel tempo è impossibile nel nostro Universo, ma, se un giorno fosse possibile viaggiare a una velocità superiore a quella della luce, torneremmo indietro nel tempo atterrando su un’altra Terra di un altro universo e potremmo creare un nuovo ramo di storia altrove”.

Vincent

Scrittore, Musicista, Informatico

Fonti : Wikipedia, Natural Geographics, Focus TV. Focus.it