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L’ultima teoria di Stephen Hawking sull’universo è stata da poco pubblicata

L'ultima teoria di Stephen Hawking sull'universo è stata da poco pubblicata

L’ultima teoria di Stephen Hawking sull’universo è stata da poco pubblicata

L’ultima parola del fisico sull’esistenza del multiverso

Il fisico rivoluzionario Stephen Hawking ci lasciò un ultimo scintillante pezzo di brillantezza prima di morire: il suo ultimo lavoro, che descrive in dettaglio la sua ultima teoria sull’origine dell’Universo, co-autore di Thomas Hertog di KU Leuven.

Il documento, pubblicato sul Journal of High Energy Physics, sostiene che l’universo è molto meno complesso di quanto suggeriscano le attuali teorie multiverse.

Si basa su un concetto chiamato inflazione eterna, introdotto per la prima volta nel 1979 e pubblicato nel 1981.

Dopo il Big Bang, l’Universo ha vissuto un periodo di inflazione esponenziale. Poi ha rallentato e l’energia si è trasformata in materia e radiazione.

Tuttavia, secondo la teoria dell’inflazione eterna, alcune bolle di spazio hanno smesso di gonfiarsi o hanno rallentato su una traiettoria di arresto, creando un piccolo vicolo cieco frattale di spazio statico.

Nel frattempo, in altre bolle di spazio, a causa degli effetti quantici, l’inflazione non si ferma mai, portando a un numero infinito di multiversi.

Tutto ciò che vediamo nel nostro Universo osservabile, secondo questa teoria, è contenuto in una sola di queste bolle – in cui l’inflazione si è fermata, consentendo la formazione di stelle e galassie.

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L’ultima teoria di Stephen Hawking sull’universo è stata da poco pubblicata – Ascolta Visualizzazione del multiverso di gonfiaggio. (A. Linde / Stanford University)

L’ultima teoria di Stephen Hawking sull’universo è stata da poco pubblicata

La solita teoria dell’inflazione eterna prevede che globalmente il nostro universo sia come un frattale infinito, con un mosaico di diversi universi tascabili, separati da un oceano gonfiabile. Le leggi locali di fisica e chimica possono differire da un universo tascabile all’altro, che insieme formerebbero un multiverso, ma non sono mai stato un fan del multiverso Se la scala di universi diversi nel multiverso è grande o infinita la teoria non può essere testata

Paul Steinhardt, fisico della Princeton University, ha dichiarato che la teoria ha preso il problema che doveva risolvere – rendere l’Universo, beh, universalmente coerente con le nostre osservazioni – e spostarlo su un nuovo modello.

Hawking e Hertog stanno ora dicendo che il modello di inflazione eterna è sbagliato. Questo perché la teoria della relatività generale di Einstein si rompe sulle scale quantistiche.

Il problema con il solito resoconto dell’inflazione eterna è che assume un universo di fondo esistente che si evolve secondo la teoria della relatività generale di Einstein e considera gli effetti quantistici come piccole fluttuazioni intorno a questo

‘Tuttavia, la dinamica dell’inflazione eterna spazza via la separazione tra fisica classica e fisica quantistica e di conseguenza la teoria di Einstein si rompe nell’inflazione eterna’.

La nuova teoria si basa sulla teoria delle stringhe, una delle strutture che tenta di riconciliare la relatività generale con la teoria dei quanti sostituendo le particelle puntiformi nella fisica delle particelle con stringhe unidimensionali minuscole e vibranti.

Nella teoria delle stringhe, il principio olografico propone che un volume di spazio possa essere descritto su un limite di dimensione inferiore; quindi l’universo è come un ologramma, in cui la realtà fisica in spazi 3D può essere ridotta matematicamente a proiezioni 2D sulle loro superfici.

I ricercatori hanno sviluppato una variante del principio olografico che proietta la dimensione temporale dell’inflazione eterna, che ha permesso loro di descrivere il concetto senza doversi affidare alla relatività generale. Questo ha permesso loro di ridurre matematicamente l’inflazione eterna ad uno stato senza tempo su una superficie spaziale all’inizio dell’universo, un ologramma di inflazione eterna.

L’ultima teoria di Stephen Hawking sull’universo è stata da poco pubblicata

Quando tracciamo l’evoluzione del nostro universo indietro nel tempo, ad un certo punto arriviamo alla soglia dell’inflazione eterna, dove la nostra nozione familiare del tempo cessa di avere alcun significato

Nel 1983, Hawking e un altro ricercatore, il fisico James Hartle, proposero quella che è nota come la ‘teoria dei non confini‘ o lo ‘stato di Hartle-Hawking’. Hanno proposto che, prima del Big Bang, ci fosse spazio, ma non c’era tempo. Quindi l’Universo, quando è iniziato, si è espanso da un singolo punto, ma non ha un confine.

Secondo la nuova teoria, l’Universo primitivo aveva un limite, e questo ha permesso a Hawking e Hertog di ricavare previsioni più affidabili sulla struttura dell’Universo.

Prevediamo che il nostro universo, sulle scale più grandi, sia ragionevolmente liscio e globalmente finito, quindi non è una struttura frattale

È un risultato che non smentisce i multiversi, ma li riduce a un intervallo molto più piccolo – il che significa che la teoria dei multiversi potrebbe essere più facile da testare in futuro, se il lavoro può essere replicato e confermato da altri fisici.

Hertog intende testarlo cercando onde gravitazionali che potrebbero essere state generate da inflazione eterna.

Queste onde sono troppo grandi per essere rilevate da LIGO, ma i futuri interferometri a onde gravitazionali come il LISA spaziale e gli studi futuri sullo sfondo cosmico di microonde potrebbero rivelarli.

La ricerca del team è stata pubblicata sul Journal of High Energy Physics e può essere letta integralmente su arXiv. In bocca al lupo.

Fonte

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