Categorie: Cosmologia Le origini Meccanica quantistica Struttura Universo
Tags: inflazione MQ multiversi rumore cosmico di fondo
Scritto da: Vincenzo Zappalà
Commenti:22
Scontro di bolle? **
Una recente ricerca, in corso di svolgimento, si lega perfettamente all’inflazione e alla teoria dei multiversi. Va bene la teoria, ma perché non cercare, sulla base di essa, di individuare possibili prove osservative in grado di dimostrare con i metodi della classica ricerca scientifica la validità della teoria? Forse è un’illusione, ma la MQ ci ha stupito ben più di una volta. Chissà…
Questa ricerca, effettuata attraverso simulazioni svolte da un supercomputer, cade proprio a fagiolo con l’inflazione che abbiamo appena tentato di descrivere. Sappiamo ormai che la MQ ci dice che il Big Bang conta in modo relativo. Tutto si basa sul vuoto quantico, con le sue fluttuazioni e disomogeneità che si annullano immediatamente. L’inflazione, però, c’insegna che una di queste può portare a un cambiamento di fase, a un energia del vuoto, tale che la fluttuazione si espanda rapidissimamente come una “bolla”. Su questa parte, legata puramente alla teoria dei campi e ad altre tipiche manifestazioni delle particelle del microcosmo, i personaggi della MQ e le loro leggi ci vanno a nozze.
In ogni modo, la bolla nasce e diventa Universo. Come già abbiamo detto, però, nasce l’ovvia domanda: “Perché solo una bolla?”. Non solo: “Se le bolle fossero tante, potrebbero interagire tra di loro?”. Non è un discorso campato in aria, dato che tutte queste bolle fanno parte, anzi sono “scritte” sullo stesso tessuto di base. Basta, in fondo, lasciarle libere di agire in balia della gravità, l’unica forza che comanda le strutture macroscopiche, come le galassie o quello che esse erano durante la fase del rumore cosmico di fondo.
Il modello che sta girando al computer vuole simulare cosa si potrebbe vedere nel rumore cosmico di fondo, se due bolle venissero a contatto. Lo scopo è molto profondo in termini scientifici. Qualsiasi teoria, come quella inflazionistica, rimane sempre legata al fatto che non vi sono prove osservative VERE per accettarla o smentirla. Ciò ne fa un ramo di metafisica piuttosto che di fisica. La MQ può anche descriverla, ma non può certo assicurarci che sia avvenuta realmente. O, almeno, può solo dimostrare che è avvenuta una volta, dato che ci viviamo dentro.
La simulazione dovrebbe quindi rispondere alla domanda delle domande: “E’ possibile osservare praticamente dei segnali che dimostrino lo scontro di due bolle? E cosa ci dovremmo aspettare?”. Al momento il modello si basa su due sole bolle, in cui si fanno variare molti parametri legati alla teoria. Chissà se qualcosa salterà fuori. Anche un risultato nullo, potrebbe, comunque, dirci qualcosa: la teoria dei multiversi NON è ancora confermabile!
Tuttavia, per potere arrivare a costruire un simile modello, che abbia la minima probabilità (eh eh eh…) di essere vero, bisogna maneggiare la MQ in modo perfetto. Qualsiasi illazione senza tali basi non avrebbe assolutamente significato e tanto meno qualsiasi risultato si producesse. Ecco perché mi ostino sempre di più a entrare nella MQ, prima di avvicinarsi alle teorie più “moderne” e/o rivoluzionarie sull’Universo o sui multiversi che siano…
Siamo solo all’inizio delle simulazioni, ma cercheremo di seguirle con grande interesse.
Un ottimo filmato spiega tutto molto bene, con belle immagini
22 commenti
Nooo! non siamo dentro ad una bolla di sapone...
Come dici sempre tu Enzo, con la MQ, se una cosa è possibile sicuramente prima o poi accade!
Anche se a dir il vero mi lascia la sensazione che sia un pò improbabile.
Potrebbero anche essere infiniti gli universi bolla ma come farebbero ad interagire tra loro strutture che hanno dimensioni e spazio-tempo differenti tra loro?
Magari abbiamo un universo bolla davanti al naso e non ce ne accorgiamo...
Anche pensando alla sola gravità bisognerebbe accettare il fatto che quella di un universo bolla possa uscire dal suo universo per influenzare un altro universo.
Per farlo però dovrebbe passare tramite il fantomatico vuoto quantistico dove le regole sono diverse...
Ciao Enzo,
ma c'è da credere a questi modelli fatti al computer, che hanno comunque dei parametri impostati da degli studi teorici???
Rimarranno sempre e comunque delle teorie mai verificabili...
Boh, personalmente piú ci rifletto e meno ci capisco
Mi continua a sembrare strano il pensare che ci siano tante "bolle" che si sviluppano sul medesimo "tessuto"...Ció non sottointenderebbe che questo abbia in un qualche modo una estensione spaziale?
Anche il fatto che si ipotizzi che si espandano nel tessuto e che si possano scontrare (o forse che cambino lo stato del tessuto fino ad incontrarsi? boh), mi fa sorgere la medesima domanda.
Domandina sciocca da incompetente
Se è un NON-SENSO parlare dell'ESTERNO della nostra bolla, e suppongo che la stessa cosa valga anche per le 'altre' bolle, che cosa ci 'separa'? un doppio non senso?
Nel medio evo per circa 2 secoli i teologi hanno discusso sul numero di angeli che potevano ballare sulla punta di uno spillo.
Forse per mia ignoranza ma mi sembra la stessa cosa
mettiamo le cose in questo modo: niente al momento ci fa pensare di essere in grado di verificare bolle multiple. Tuttavia, attraverso le equazioni di campo che si sono dimostrate vere sempre e comunque (quando si è potuto verificarle... vedi bosone di Higgs) non possiamo nemmeno dire che NON sia possibile. E questo, per la MQ può anche bastare. Parlare di esterno della bolla non è esatto, proprio perché la bolla è disegnata nel vuoto quantico che se non ha uno spazio e un tempo come lo pensiamo noi è comunque l'origine di tutto. Non c'è molta differenza a dire che il vuoto permette fluttuazioni o il dire che permette una, dieci, cento bolle inflazionarie. Qualsiasi sia lo spazio-tempo che le caratterizza. Proprio perché sono disegnate su questo vuoto non è assolutamente improbabile (teoricamente) che esse possano interagire. Dobbiamo continuare a pensare in termini di probabilità e non in termini di leggi fisiche "normali". SE no... perché mai passerei tanto tempo a parlare di QED. Ripeto ancora, solo una sua conoscenza approfondita può permettere di azzardare ipotesi apparentemente assurde... Chi sta facendo queste simulazioni sa benissimo con cosa lavora e quali sono i limiti della teoria che fornisce le condizioni di partenza. Lungi, comunque da me, dire che sono la verità. E' una possibilità, così come nessuno può togliere a un fotone la possibilità di raggiungere un bersaglio attraverso un percorso contorto, annodato e molto pazzo. L'importante che questo fatto sia supportato e descritto da regole perfette.
Ciao Enzo. Scusa se ti faccio una domanda magari banale. Se le bolle sono al plurale, la forza di gravità di una non interagirebbe con la forza di gravità delle altre ?
caro Giorgio,
proprio questo si sta cercando... in modo non certo elementare, però...
Rispondo ancora a Walter,
il numero di angeli che possono danzare su una punta di spillo non è più pura metafisica. Anzi la risposta può essere data in termini quantistici. Basta sapere le dimensioni della punta e che cosa si intenda per angelo. Addirittura un intero Universo è nato da qualcosa di ben più piccolo di una "normale" punta di spillo... figuriamoci qualche angelo in più o in meno...
so che sono un rompi ma insisto
Ho letto qualche libro sulla QED QCD, non dico di averli capiti tutti, e non sono minimamente in grado di capire le equazioni di campo, ma,
ok che che tutto ciò che non è espressamente vietato dalla QM prima o poi si avvera, valgono solo le probabilità', ma sempre in uno spazio anche se solo quantistico.
Il bosone di Higgs mi risulta che sia all'interno del nostro spazio/tempo, è solo questione di energia.
Il mio problema è questo:
o prima del BB esisteva in uno spazio quantistico o di 'altro tipo(?)' qualche cosa, da cui si è formato il BB, e perciò doveva esistere anche il tempo, perché affinché avvenga un fenomeno qualsiasi, anche solo probabilistico, deve avvenire nel tempo, e bene o male anche deve esistere la materia in qualsiasi forma potesse avere;
o non capisco da dove possano crearsi queste fluttuazioni che originano le bolle.
Che poi le varie bolle si possano interconnettere con buchi neri o buchi bianchi o altro potrei anche capirlo ma questo 'cordone-passaggio' deve sempre attraversare qualche cosa che non può essere lo spazio pre-Big-Bang perché ne siamo usciti.
Forse aveva ragione il mio professore leggo tanto ma capisco poco
P.S
Davis in un suo libro dice che l'universo potrebbe essere un pasto gratuito ma sempre nel tempo e nello spazio
caro Walter,
le fluttuazione quantistiche esistono e sono state provate se non altro dall'energia del vuoto dimostrata dall'effetto Casimir. Dire prima del Big Bang è un po' fuorviante dato che il tempo "nostro" nasce con il macrocosmo e con la freccia dell'entropia. Diciamo nell'epoca in cui l'entropia era zero e le fluttuazioni avvenivano all'interno del tempo di Planck. Questo non può essere definito tempo o quantomeno è all'interno di qualcosa che non non possiamo superare. Continuo poi a dire che NON siamo usciti dal pre-Universo o come lo vogliamo chiamare, ma ci siamo dentro a tutti gli effetti. Buchi bianchi e buchi neri sono soluzioni del tutto ammissibili per le interconnessioni, come dici tu, e per loro il tempo cambia di significato.
Va beh... la faccenda si allarga un po' troppo. cerchiamo di rimanere nella QED che dà già abbastanza soddisfazioni a chi vuole avvicinarsi alla MQ... Ricordiamoci che questo è un blog divulgativo.... e che per molti una lente rimane del tutto al di fuori della MQ. Ce n'è di strada da fare... non credi?
L'argomento è a dir poco speculativo, date le nostre scarse conoscenze su ciò che ha dato origine al nostro Universo ed in particolare sulla gravità quantistica.
Leggendo qua e là il modello di multiverso più credibile mi sembra quello che dà origine ad universi-baby, in cui oltre alle fluttuazioni dei campi sono previste delle fluttuazioni dello spazio-tempo.
In sostanza è previsto che lo spazio-tempo possa staccarsi da un Universo più grande, e formare appunto un "unverso-baby".
In questo modo però il nuovo universo sarebbe completamente sconnesso dallo spazio-tempo dell'Universo "genitore", quindi non vedo proprio come i vari universi potrebbero venire a contatto
OK grazie
Carissimo Enzo la cosa si fa' affascinante ed io invece vado via dal 1 Agosto al 17 Agosto. Mannaggia , tra vari problemi, cercherò di seguire almeno fino al 31 Luglio. M questo "tessuto" che dir si voglia, questo "vuoto quantico" che si vuol chiamare vuoto ma non lo è, a mio parere è qualcosa, ma...di inconcepibile.
Troveremo forse qualche prova dei multiversi, forse avranno qualche contatto ma forse ci dovremo anche fermare: speriamo di no ma ho paura di si.
La gravità , questo nodo dagli effetti così evidenti che rimane in fondo un mistero anch'essa. Mah!
non ti preoccupare, Mario... non penso che si riesca a capire qualcosa di più entro la metà di agosto...
Certo che no Enzo, ma i tuoi articoli mi mancheranno e sono sempre più interessanti.
Grande Enzo
Ma nel filmato dice che durante l'inflazione l'universo passa da un qualcosa di più piccolo di un atomo a un qualcosa delle dimensioni di una galassia...e il nostro pompelmo...?
Innanzitutto ciao a tutti, è la prima volta che scrivo qui ... tutta colpa delle intriganti spiegazioni di Vincenzo Zappalà, che ringrazio per il modo in cui descrive con semplicità questione assai complesse.
Vorrei porre due piccole questioni.
Considerato che l'universo osservabile appare "piatto" e che questo rappresenta solo una porzione del nostro universo (quella compresa nel nostro cono di luce), quanto dovrebbe essere grande la nostra bolla?
Se per bolla si intende una sfera, dato che ciò che osserviamo risponde alla geometria euclidea, tale bolla (anche tenendo conto dell'effetto "stiramento" prodotto dall'inflazione) dovrebbe essere molto, molto, più grande della piccola porzione di universo osservabile, altrimenti dovremmo notare una certa curvatura.... o sbaglio?
Seconda questione è possibile sviscerare meglio l'idea di vuoto, falso vuoto, differenti stati di energia ed effetto tunnel, che se non ho capito male si presume rappresentino gli "ingredienti" base del nostro o di altri big bang (magari caratterizzati da costanti universali diverse da quelle della nostra bolla)?
Paolo
caro Lampo,
no, il pompelmo rimane. In pratica, si dice che gli ordini di grandezza sono uguali e quindi le due cose si equivalgono, ma, in realtà, le dimensioni reali finali sono quelle del pompelmo. Tuttavia, se all'inizio fosse stato grande come un nanometro, la stessa inflazione avrebbe gonfiato la bolla fino a dimensioni galattiche. tanto per far capire come era piccolo all'inizio... tutto lì... (il rapporto è lo stesso tra galassia e pompelmo, così come tra nanometro e reali dimensioni iniziali)... Magari potevamo usare un ... lampone
caro Paolo,
benvenuto!!!!
Hai ragione, ovviamente. Ed è per questo che noi possiamo parlare solo di Universo osservabile e/o di orizzonte. Oltre un certo limite la conoscenza ci è preclusa. Analogamente, non ha senso parlare di dimensioni di un qualcosa che non possiamo misurare. Possiamo solo dire che localmente è piatto.
Sui concetti che chiedi, ci arriveremo presto, sia attraverso la QED sia attraverso i futuri articoli sulla MQ. Aspettiamo che passino questi mesi estivi (di carne al fuoco ce n'è già tanta...). Tuttavia, ricorda sempre che il vero principio che comanda tutto è quello di Hisenberg... E' lui che ci permette di descrivere un vuoto non-vuoto...
Ahahah...se fosse stato un lampone dopo l'inflazione probabilmente le dimensioni sarebbero state maggiori dell'universo odierno!
Comunque ricordo che avevi scritto "L’idea dell’arancio non vi tragga in inganno sulla enormità dell’inflazione. Se, all’inizio, l’Universo fosse stato grande 10-9 metri (un nanometro, ossia un milionesimo di millimetro), dopo l’inflazione sarebbe stato di dimensioni pari a 30 000 parsec!"...so che sembra assurdo dato che concettualmente è la stessa cosa...ma l'idea dell'inflazione come una fenomeno che porta un protone ad un arancio mi sembra una cosa insignificante...mentre portare un atomo alla dimensione galattica rende molto più l'idea della maestosità di questo fenomeno! Ma come ti ripeto...limite mio dato che concettualmente non cambia nulla...
hai pienamente ragione Lampo... ma la matematica è inflessibile!