In questo articolo parleremo di multiverso. Sono sempre stato molto restio a farlo, dato che è già impossibile, a priori, pensare di poter verificare e, ancor prima, tentare di falsificare le teorie che si sono proposte finora.

Ricordiamo brevemente le ipotesi principali sull'esistenza di altri Universi oltre al nostro, in particolare, descrivendo il COME essi si siano potuti formare. Tuttavia, cercare di descrivere il come ha poco senso se le ipotesi formulate prevedono già che i possibili Universi non possano interagire con il nostro.  Su Flatlandia è capitato che l'Universo a tre dimensioni abbia interagito con quello a due,  in modo del tutto casuale, necessario per le esigenze di racconto. Nella realtà, almeno per adesso, non abbiamo a disposizione nessuna tecnologia capace di superare questo ostacolo. Si fantastica su possibile collisioni tra Universi, capaci di lasciare un qualche segno osservabile, ma siamo ben lontani dal sapere che tipo di segno e che strumentazione potrebbe verificarle.

E' però sicuramente giusto e scientificamente valido pensare ad atri Universi. Ricordiamo, che il primo che l'ha fatto è stato arso vivo a Roma. Oggi -forse- non capiterebbe più, ma le conclusioni di Giordano Bruno avevano un loro senso: se Dio è stato capace di costruire un Universo, perché limitarsi a uno solo? In qualche modo lui aveva rifiutato il principio antropico forte che dice che l'Universo è unico perché è quello in cui è possibile che nasca qualcuno in grado di osservarlo, di spiegarlo e -magari- lodare il Creatore. Probabilmente avrebbe preferito il principio antropico debole, dove si assume che gli Universi siano tanti, ma che solo dove esiste la vita è possibile che qualcuno lo osservi e tenti di spiegarlo. Se vogliamo trasportarlo nel campo teologico, in questa visione si potrebbe anche concludere che il Creatore abbia dovuto fare diversi tentativi...

Cerchiamo di rimanere nel campo astrofisico e passiamo alle ipotesi cosmologiche. Abbiamo l'Universo  con inflazione continua, in cui gli Universi continuano a formarsi; quello in cui si ipotizza che vi siano zone di Universo (a noi precluse perché la loro luce non potrà incontrarci), in cui cambiano le regole della fisica, ma che sono nati tutti assieme col Big Bang. Pensiamo ad esempio alla curvatura dell'Universo. Noi diciamo che è piatta, ma  il piatto potrebbe significare solo che l'universo osservabile  è estremamente più piccolo dell'intero Universo che, quindi potrebbe essere iperbolico o sferico o, ancora, che tali caratteristiche varierebbero da una zona ad un'altra.

Vi è poi quella del vuoto quantico, in cui domina il principio di Heisenberg. In questo vuoto non vuoto possono nascere piccolissime bolle di energia, che, per la sua conservazione devono sparire immediatamente. Tuttavia, se il tempo diventa troppo breve, sappiamo che il principio di indeterminazione obbliga l'energia a diventare incredibilmente alta. A tal punto che è in grado di far nascere una bolla  dove potrebbe formarsi  un Universo, ingigantito a dismisura dall'inflazione cosmica. In questo scenario gli Universi possibili potrebbero essere moltissimi, anche infiniti e nascere in tempi diversi. E' come se in primavera in un prato innevato sbocciassero i primi bucaneve.

Tutti queste ipotesi hanno un qualcosa in comune e tutte portano a Universi che potrebbero avere piccole o grandi differenze nelle loro leggi fisiche. Per belle che siano, però, sono tutte ipotesi che non permetterebbero  verifiche osservative (almeno per adesso...) e nemmeno possibilità di eseguire falsificazioni.

Esistono poi gli Universi molteplici che nascono con la MQ. Detto in parole veramente povere, la sovrapposizione di stati potrebbe implicare l'esistenza di Universi dipendenti da ognuno dei vari stati possibili. Ad esempio, vi sarebbe un Universo il cui il gatto di S. è morto e un altro in cui è vivo. Ogni stato, però, sarebbe legato al collasso della funzione d'onda e qui le cose si complicano di molto, essendo il collasso un qualcosa ancora molto incerto. Necessita veramente di un osservatore anche non cosciente o che altro?

Esistono poi le ipotesi a più dimensioni, in particolare quello delle stringhe... ma qui cadiamo veramente nella pura descrizione matematica ben difficilmente verificabile in campo fisico.

Siamo costretti a vivere solo di speculazioni, in cui è fin dall'inizio preclusa qualsiasi possibilità di verifica osservazionale? Sembrerebbe di sì, ma d'altra parte solo con le speculazioni è stato possibile ad Einstein di inventarsi la RG, che all'apparenza sembrava solo un gioco matematico che, però, è subito stata affiancate da varie configurazioni e fenomeni rivelabili. Beh... aveva la fortuna di cercarle nel nostro Universo e non in altri irraggiungibili. Tuttavia, proprio alcune di queste configurazioni potrebbero fornire spunti per andare oltre.

Aggiungiamo che oggi sappiamo che la possibilità di costruire altri Universi si deve fondare sia sulla RG sia sulla MQ e, purtroppo esse non hanno ancora trovato un modo per coesistere. Le speculazioni di Einstein hanno subito molti attacchi prima di essere riconosciute veritiere. Figuriamoci, allora, le ipotesi del Multiverso in cui sembrano precluse qualsiasi prova sperimentale e/o osservativa. Stiamo anche attenti che non si concluda troppo in fretta con simulazioni al computer in cui vengono incastrati con facilità parametri non realistici. Con la smania di oggi nel cercare aiuto nelle macchine di ultima generazione, potremmo finire per prendere come sufficienti i risultati delle simulazioni. La materia oscura insegna... non si riesce a osservare o riprodurre, ma è ormai considerata un dato di fatto. Purtroppo il Multiverso si adatta molto bene a questo tipo di verifica illusoria e molto ... "comoda".

Perché tante parole per non concludere niente? Beh mi sono riletto da poco la teoria dell'astrofisico Smolin che nel 1992 formulò un'ipotesi che potrebbe portare a una possibilità di falsificazione, il primo passo necessario per la valutazione di una possibile validità. Come diceva lo stesso Einstein: "Nessuna quantità di esperimenti potrà dimostrare che ho ragione; un unico esperimento potrà dimostrare che ho sbagliato".

La falsificazione è un passo fondamentale nella ricerca scientifica e deve essere applicata a tutte le ipotesi.

Si propone una teoria per risolvere un problema. Si sottopone la teoria a test rigorosi per cercare di falsificarla. Si eliminano le teorie che falliscono. Se qualcuna resiste si ricomincia da capo cambiando adeguatamente il problema. 

L'ipotesi "biologica" di Smolin ha questo grande vantaggio: esiste un modo già praticabile per poterla smentire.

Ovviamente, ha moltissimi critici che in parte cercano anche di deriderla. Probabilmente hanno ragione, ma quanti hanno deriso la RG? Smolin, malgrado la sua fantasia quasi fantascientifica, ha basato tutto sulla ricerca di un test falsificatore, una scelta che lo rende estremamente onesto e che i suoi detrattori non riescono a proporre per le loro teorie. Penso, quindi, che ne valga la pena parlarne un po' più a fondo, sia per la creatività di tale idea, sia per la possibilità di testarla abbastanza facilmente.

Einstein  e Rosen avevano ipotizzato l'esistenza dei "wormhole"(buchi del del verme) che sarebbero dei passaggi da punti diversi dell'Universo in cui la materia ingoiata da un buco nero potrebbe uscire da un oggetto del tutto contrario , il buco bianco. La teoria della RG, da un punto di vista teorico li permette, anche se le condizioni della materia ed energia, per potere percorrere questo cammino speciale, dovrebbe essere dominata da effetti quantistici non ancora provati e al di fuori della relatività. Ancora una volta, si vede la necessità di una teoria del tutto che sappia legare RG e MQ.  La teoria di Smolin potrebbe in parte essere utile a questo problema, al momento insormontabile.

La sua idea è abbastanza semplice da descrivere. Ogni buco nero stellare potrebbe essere contrapposto a un buco bianco che creerebbe un nuovo Universo. D'altra parte il nostro Big Bang assomiglia molto a un buco bianco. Sia il Big Bang che un buco nero sono legati da una singolarità e questo fatto potrebbe collegarli strettamente. Questa visione darebbe una spiegazione alla irrisolta perdita di informazione, dato che essa verrebbe trasferita in un nuovo Universo

Traferita, però, non vorrebbe dire che qualcuno la riesca a leggere, almeno per quanto ne sappiamo al momento. Che i buchi bianchi siano scorciatoie nel nostro Universo potrebbe non essere vero. Finora  nessun fenomeno osservato sembra aver fatto minimamente pensare a un buco bianco. Essi sarebbero nient'altro che l'origine di altri universi come lo è stato il Big Bang per noi. Saremmo di fronte a uno scenario in cui ad ogni buco nero (o, almeno, a molti di loro) corrisponde un universo indipendente. Ma veramente indipendente? Ed ecco la ragione del titolo... I buchi neri del nostro Universo sarebbero una specie di nostri figli. Una catena continua di nuove nascite e di generazioni diverse.

Pensiamo a come si è evoluta la vita secondo Darwin. Dalle prime creature monocellulari si è passati a organismi superiori attraverso la selezione naturale delle specie. Non tutte  sono state in grado di migliorarsi e di sopportare al meglio le condizioni al contorno. Sono riuscite a farlo solo quelle che hanno saputo resistere e adattarsi fisicamente verso passi ulteriori. Le cause dell'evoluzione sono da imputare a vari fattori fondamentali: la trasmissione di quanto imparato viene trasmessa ai figli, compresa la capacità di adattarsi e di resistere attraverso l'acquisizione di nuove forme rappresentate da mutazioni casuali che vengono sfruttate per una migliore sopravvivenza. Per alcune specie i cambiamenti del contorno portano alla loro incapacità di affrontarle e si spengono, mentre quelle che resistono e sopravvivono sanno trarne vantaggio. Alla scimmia, la necessità di passare dalle quattro zampe alle due gambe ha rappresentato un modo utilissimo per evolvere verso la specie umana.

Chi è più forte riesce a trasmettere meglio i propri geni alle generazioni future, ma è necessario anche che il numero di individui di una specie ben adattata crescano di conseguenza, in modo da acquisire una sempre migliore stabilità. Più figli vuol dire anche maggiore possibilità di superare ostacoli e migliore speranza di non soccombere se l'ambiente circostante peggiora le possibilità di nutrirsi e procreare. Non per niente vi è una forte lotta tra le specie animali  affinché solo i più sani e forti tra i maschi abbiano il diritto di trasmettere il loro DNA. Le specie che per casualità o per numero o per altri vantaggi acquisiti sopravvivono meglio e proliferano di più, sono quelle che continuano a evolvere.

Trasferiamo il tutto agli Universi. Essi rappresentano delle specie che cercano di evolvere verso caratteristiche migliori per sopravvivere. Per ottenere ciò sono costretti a sfruttare al meglio i cambiamenti esterni e, nel contempo, sono quelle che riescono a procreare di più. Un esempio banale... Una specie di Universo che dopo l'idrogeno non riuscisse ad adeguarsi alla decrescita della temperatura e non sapesse sfruttare la gravità, si ridurrebbe a un miscuglio senza fine di atomi singoli senza alcuna possibilità di evoluzione. Le specie che, invece, hanno superato queste avversità hanno costruito le stelle. Le differenze tra queste due specie potrebbero essere anche minime.  Proseguiamo... Se le stelle fossero state troppo piccole non avrebbero potuto trasformarsi in stelle capaci di fabbricare tutti gli elementi necessari a "vite" più complesse. Un insieme di piccole stelle incapaci di superare una certa massa.  Se le stelle avessero avuto massa sufficiente potrebbero aver formato stelle capaci di collassare nei buchi neri, ossia potrebbero aver avuto FIGLI, ossia nuovi Universi. E avanti così verso il limite massimo del miglioramento. E proprio questo limite massimo regala la possibilità di falsificare la teoria. Il nostro Universo ha raggiunto sicuramente una fase avanzata di evoluzione, ma ha raggiunto il massimo? Non possiamo saperlo dato che il numero di buchi neri potrebbe crescere e portarci ancora oltre. Tuttavia, esso può già fornirci una falsificazione capace di far rifiutare l'intera ipotesi di partenza.

Ed ecco che diventano oggetti fondamentali le stelle a neutroni. Vi sono già teorie che pongono un limite alle masse di queste. In particolare, ve ne una che ipotizza, su basi piuttosto solide, che le stelle di neutroni non possano superare una certa massa ben definita, La spiegazione di questo limite è piuttosto complessa e ha bisogno di introdurre la formazione dei kaoni, particelle formate solo da due quark. Essi permettono l'esistenza di neutroni leggeri tali da non riuscire a sopportare la gravità della massa che collassa. Dato che gli Universi cercano di fare più figli possibili è ovvio pensare che crescano le stelle capaci di creare un buco nero. Per tanto che crescano in numero e in massa il limite per la massa delle stelle di neutroni non potrebbe essere superiore alle 2 masse solari, dato che la comparsa dei neutroni leggeri farebbe inesorabilmente collassare il nucleo della stella. Da un lato avremmo sempre più buchi neri e, quindi, sempre più figli, ma dall'altro le stelle di neutroni sarebbero sempre di massa ridotta.  Ed eccoci al punto focale: se, si trovassero stelle di neutroni più massicce di due masse solari, l'intera ipotesi basata sulla selezione sarebbe smentita. Se, invece non venisse superato tale limite, potremmo proseguire nello studio più raffinato, dove, però, ancora una volta, sarebbe necessaria una gravità quantistica affidabile. Per far ciò, però, ci vogliono menti libere di pensare e di fantasticare e non solo la memoria, anche incredibilmente vasta, di una macchina.

Qual è lo stato attuale delle cose?  La stella di neutroni più massiccia osservata si aggira intorno a 2.3 masse solari con un errore di almeno 0.2. Siamo proprio nei pressi del limite e Smolin può -forse- ancora sperare.

Questa teoria, chiamata ufficialmente SELEZIONE COSMOLOGICA NATURALE, ha anche il pregio di eliminare del tutto il principio antropico debole o forte che sia. L'esistenza della vita "biologica", noi compresi, sarebbe solo una formazione del tutto secondaria, ininfluente nella storia evolutiva dell'Universo (o degli Universi). Un qualcosa di collaterale e poco significativo per l'evoluzione cosmica. Tutto andrebbe avanti nello stesso modo, sia che ci sia l'uomo  sia che non ci sia.

Chi volesse andare più a fondo della teoria di Smolin, può rivolgersi a un suo lungo articolo in cui non solo espone la teoria, ma risponde anche alle varie critiche ricevute.