Il nostro universo è quasi idealmente adattato per l'emergere dell'uomo e di altri esseri intelligenti. Cosa c'è dietro: poteri superiori o alcuni fattori casuali? Bernard Carr, amico e studente di Stephen Hawking, racconta come questo problema sia correlato ai mondi paralleli e se possiamo essere sicuri della loro esistenza.
"Nave dell'eternità" nera
Il professor Carr ha recentemente visitato Mosca e ha tenuto una conferenza all'Istituto di fisica dell'Accademia delle scienze russa su come i buchi neri avrebbero potuto apparire nei primi momenti della vita dell'Universo e quale ruolo hanno svolto nella sua evoluzione. Lo scienziato ha spiegato a RIA Novosti perché è giunto alla conclusione che esistono mondi paralleli e il nostro Universo è uno di questi.
“Abbiamo ancora una pessima idea di quello che è successo prima del Big Bang. D'altra parte, la teoria delle stringhe prevede che saremo in grado, attraverso l'osservazione delle onde gravitazionali primordiali, di capire come appariva l'universo nei primi momenti della sua esistenza. E sulla base di questo per presentare un quadro del mondo prima dell'inizio dei tempi, - ha detto Carr, rispondendo alle domande di RIA Novosti.
Ad esempio, se il nostro Universo non è nato da un vuoto, ma all'interno dei resti di un altro Universo, che ha concluso la sua vita nel corso di una forte compressione dello spazio, allora il suo "embrione" dovrebbe contenere molti buchi neri. Come spiega Carr, possono sopravvivere al Big Bang ed essere presenti nell'universo anche oggi, anche se è improbabile che possiamo determinare quale dei buchi moderni abbia un'origine così esotica.
“Questi buchi neri, infatti, dovrebbero essere gli unici oggetti in grado di sopravvivere alla fine di un universo. Tutto il resto - io e te, i pianeti, le stelle e le galassie - sarà macinato in un "big bang". Se tali oggetti esistono, allora hanno giocato un ruolo importante nell'evoluzione dell'Universo, fungendo da embrioni, una sorta di "DNA" di buchi neri supermassicci al centro delle galassie. A loro volta, hanno "orchestrato" la formazione delle stelle e governano le loro vite oggi ", dice il professore.
Verificarlo, ammette, è estremamente difficile: molti scienziati dubitano che sia possibile in linea di principio. D'altra parte, secondo lui, i rilevatori di onde gravitazionali sono in grado di vedere un'altra cosa importante, che potenzialmente spiega l'emergere dell'umanità in un universo "conveniente" per noi.
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Il fatto è che molti astronomi e cosmologi oggi credono che il nostro Universo abbia una serie di caratteristiche uniche, incluso il rapporto tra le proporzioni di materia visibile, oscura ed energia, grazie al quale esistono stelle, pianeti e condizioni adatte per l'origine della vita.
Bernard Carr tra le mura dell'Istituto di Fisica dell'Accademia Russa delle Scienze a Mosca / Foto: FIAN.
La minima deviazione nei valori di queste e di alcune altre costanti fisiche, come credono i sostenitori di questa idea, chiamata "principio antropico", renderà l'Universo senza vita o accorcerà la sua durata così tanto che né l'umanità né i "fratelli in mente" avranno semplicemente il tempo di apparire in esso. …
Allo stesso tempo, le moderne teorie cosmologiche affermano che l'Universo non deve necessariamente possedere un tale insieme di proprietà. Di conseguenza, sorge la domanda: perché esistiamo e come è nato il nostro mondo?
“Questa domanda ha due risposte, di cui dobbiamo sceglierne solo una. In primo luogo, le proprietà uniche dell'Universo potrebbero essere impostate "dall'alto", cosa che personalmente, a differenza di molti colleghi, non escludo completamente. D'altra parte, è anche possibile l'esistenza del cosiddetto Multiverso. A questo, come devo costantemente sottolineare, sono propenso più che alla presenza di alcune forze soprannaturali”, spiega il cosmologo.
Carr e molti altri cosmologi pensano che il nostro universo sia solo uno degli innumerevoli mondi paralleli che compongono una struttura più grande, il Multiverso. Questi "altri spazi" possono avere serie di proprietà molto diverse, il che elimina la necessità per gli scienziati di spiegare le caratteristiche uniche del nostro universo.
La possibilità della loro esistenza deriva dalla teoria delle stringhe e da una serie di altri concetti matematici che implicano la presenza di un gran numero di dimensioni, alcune delle quali sono "arrotolate" nel nostro Universo, ma "dispiegate" nel Multiverso.
“Mi sembra che troveremo sicuramente tracce di altre dimensioni e mondi paralleli, che indicano il Multiverso. L'unica domanda è quali proprietà avranno. In alcuni casi, le dimensioni extra saranno abbastanza grandi da influenzare il nostro Universo, in particolare, la formazione di buchi neri , dice lo scienziato.
Chiave per il multiverso
Questa idea può essere verificata se gli astronomi calcolano quanti buchi neri sono apparsi nel nostro Universo nel momento in cui i suoi confini hanno iniziato ad espandersi rapidamente nei primi secondi dopo il Big Bang.
“Il numero di buchi neri primordiali o primordiali non può essere casuale. Con la loro abbondanza, l'Universo semplicemente non avrà abbastanza materia per formare galassie, stelle e pianeti, e con la loro piccola quantità, le proprietà della materia oscura non saranno le stesse che mostrano le attuali osservazioni di galassie relativamente giovani”, continua il professor Carr.
Gli astronomi ritengono che quasi tutti i buchi neri primordiali abbiano masse relativamente basse. Per questo motivo, avrebbero dovuto evaporare da tempo ed essere esplosi nel lontano passato, come prevede la teoria di Stephen Hawking. I grandi fori primordiali evaporano più lentamente e possono quindi sopravvivere fino ad oggi.
“Da tempo volevo chiedere a Stephen cosa sarebbe stato più interessante: la scoperta di tracce di esplosioni di buchi neri primordiali (questo confermerebbe l'esistenza della radiazione di Hawking) o la scoperta di oggetti insolitamente grandi di questo tipo nell'Universo moderno. La loro scoperta, a sua volta, significherebbe che abbiamo trovato la materia oscura - ricorda il fisico. - Stephen avrebbe gradito di più la prima opzione, ma personalmente propendo per la seconda. Non è solo più interessante per me, ma anche più probabile nella realtà. Questa sarebbe un'altra grande scoperta."
I buchi neri più piccoli, il cui diametro è inferiore alla cosiddetta lunghezza di Planck, secondo Carr, non si comporteranno come singolarità, ma come "wormhole", tunnel nella struttura dello spazio-tempo. Possono connettere non solo universi diversi, ma anche tempi diversi: passato, presente e futuro.
Una rete cosmica di materia ordinaria e oscura / Foto: Volker Springel, Virgo Consortium.
Tracce di buchi neri primordiali, secondo Carr, potrebbero già essere trovate dall'umanità. Il fatto è che praticamente tutte le esplosioni di onde gravitazionali scoperte dai telescopi LIGO e VIRGO sono generate da buchi neri insolitamente grandi, la cui esistenza e accoppiamento è difficile da spiegare.
Un'altra possibile traccia sono i misteriosi segnali radio veloci (burst FRB) recentemente scoperti provenienti da angoli distanti dell'universo, così come alcuni deboli lampi di raggi gamma come l'evento che è stato registrato lo scorso agosto insieme a un'esplosione di onde gravitazionali.
Se i buchi neri primari vengono mai scoperti, allora, come suggerisce lo scienziato, possono diventare una finestra sul mondo del Multiverso e una delle chiavi per la risposta alla domanda principale dell'astronomia: come funziona la gravità.
“Lee Smolin, Peter Voight e altri scettici insistono costantemente sul fatto che la teoria delle stringhe ha una natura puramente matematica, astratta, in nessun modo collegata al mondo reale o alla fisica. Per le stesse ragioni, criticano la teoria del Multiverso, che è supportata non solo da me, ma anche da molti eminenti fisici come Leonard Susskind e Martin Rees. Sì, abbiamo problemi con il fatto che le tracce di questi mondi sono quasi impossibili da trovare, ma non possiamo dire con certezza che non saremo mai in grado di farlo. Abbiamo trascorso 100 anni a scoprire le onde gravitazionali. Probabilmente ci vorrà la stessa quantità di tempo per scoprire dimensioni parallele e convalidare la teoria delle stringhe. E i buchi neri primordiali, credo, terranno la chiave della loro scoperta , conclude Carr.
