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La fisica teorica ci ha portato all'idea che il nostro singolo universo non è necessariamente l'unico gioco in città. I dati satellitari di WMAP, insieme alla teoria delle stringhe e alla sua idea di iperspazio a 11 dimensioni, hanno prodotto il concetto di multiverso, in cui il Big Bang avrebbe potuto produrre molti universi diversi invece di un singolo universo uniforme. L'idea ha guadagnato popolarità di recente, quindi era solo questione di tempo prima che qualcuno ponesse la domanda su quanti multiversi potessero esistere. Il numero, secondo due fisici, potrebbe essere 'enorme'.
Andrei Linde e Vitaly Vanchurin della Stanford University in California, hanno fatto alcuni calcoli dietro l'inviluppo, partendo dall'idea che il Big Bang fosse essenzialmente un processo quantistico che generava fluttuazioni quantistiche nello stato dell'universo primordiale. L'universo ha quindi subito un periodo di rapida crescita chiamato inflazione durante il quale queste perturbazioni sono state 'congelate', creando diverse condizioni classiche iniziali in diverse parti del cosmo. Poiché ciascuna di queste regioni avrebbe un diverso insieme di leggi della fisica delle basse energie, possono essere pensate come universi diversi.
Linde e Vanchurin hanno quindi stimato quanti diversi universi sarebbero potuti apparire a causa di questo effetto. La loro risposta è che questo numero deve essere proporzionale all'effetto che ha causato le perturbazioni in primo luogo, un processo chiamato inflazione lenta , — la soluzione che Linde aveva trovato in precedenza per rispondere al problema delle bolle degli universi che si scontrano nel primo periodo di inflazione. In questo modello, l'inflazione si è verificata da un campo scalare che rotola giù da una potenziale collina di energia. Quando il campo rotola molto lentamente rispetto all'espansione dell'universo, si verifica l'inflazione e le collisioni finiscono per essere rare.
Usando tutto questo (e altro ancora - guarda il loro articolo qui ) Linde e Vanchurin calcolano che il numero di universi nel multiverso e potrebbe essere almeno 10^10^10^7, un numero che è decisamente 'enorme', come lo hanno descritto.
La prossima domanda, quindi, è quanti universi potremmo effettivamente vedere? Linde e Vanchurin dicono che hanno dovuto invocare il limite di Bekenstein, dove le proprietà dell'osservatore diventano un fattore importante a causa di un limite alla quantità di informazioni che possono essere contenute all'interno di un dato volume di spazio, e dai limiti del cervello umano.
La quantità totale di informazioni che può essere assorbita da un individuo nel corso della vita è di circa 10^16 bit. Quindi un tipico cervello umano può avere configurazioni 10^10^16 e quindi non potrebbe mai distinguere più di quel numero di universi diversi.
Il numero di multiversi che il cervello umano potrebbe distinguere. Credito: Linde e Vanchurin
'Quindi, il numero totale di possibilità accessibili a un dato osservatore è limitato non solo dall'entropia delle perturbazioni della metrica prodotte dall'inflazione e dalla dimensione dell'orizzonte cosmologico, ma anche dal numero di gradi di libertà di un osservatore', scrivono i fisici.
'Abbiamo scoperto che il limite più forte al numero di diverse geometrie distinguibili localmente è determinato principalmente dalle nostre capacità di distinguere tra diversi universi e di ricordare i nostri risultati', hanno scritto Linde e Vanchurin. “Potenzialmente può diventare molto importante che quando analizziamo la probabilità di esistenza di un universo di un dato tipo, dovremmo parlare di una coppia consistente: l'universo e un osservatore che rende “vivo” il resto dell'universo e l'onda funzione del resto dell'universo dipendente dal tempo”.
Quindi la loro conclusione è che il limite non dipende dalle proprietà del multiverso stesso, ma dalle proprietà dell'osservatore.
Sperano di studiare ulteriormente questo concetto per vedere se questa probabilità è proporzionale all'entropia osservabile dell'inflazione.
Fonti: ArXiv , Blog di revisione della tecnologia