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Una sequenza di collisioni tra universi multipli

I ‘tracce’ lasciate dalle collisioni che sarebbero avvenute tra ‘bolle cosmiche’. Nell’immagine (in alto a sinistra) una collisione provoca una modulazione di temperatura nella radiazione cosmica di fondo (in alto a destra). La risposta alla collisione dovuta al “blob” è identificata in basso a sinistra le cui modulazioni nella radiazione cosmica di fondo sono simulate dall’algoritmo di calcolo nell’immagine in basso a destra.
Credit: S. M. Feeney

Il miglior modello per descrivere la nascita e l’evoluzione del nostro Universo è noto come modello cosmologico standard, in base al quale lo spazio, il tempo, la materia e l’energia si originarono da una colossale esplosione iniziale, il Big Bang, seguita da un periodo di rapida espansione accelerata, l’inflazione. Forse, questo è stato solo l’inizio ma da qualche tempo gli scienziati si chiedono cosa sia successo prima, insomma quali sono state le condizioni iniziali dalle quali ha avuto origine l’Universo dove viviamo.

Con uno studio recente condotto da un gruppo di ricercatori guidato da Stephen Feeney (articolo scientifico 1articolo scientifico 2), sono stati rivelati nella radiazione cosmica di fondo quattro “tracce” circolari la cui formazione risulta statisticamente improbabile. I ricercatori ritengono che queste “impronte” possano essere associate a quattro interazioni che il nostro Universo avrebbe avuto nel passato con altri universi. Se ciò si dimostrerà vero, potrebbe essere la prima evidenza che i multiversi sono una realtà. L’idea che esistano tanti universi non è nuova dato che gli scienziati hanno già suggerito che viviamo in una sorta di multiverso che consiste di infiniti universi. Il concetto di multiverso nasce dall’idea della cosiddetta ‘inflazione eterna’ in cui parti diverse dello spazio sono soggette a diverse fasi inflazionarie creando un insieme di “bolle cosmiche” ognuna delle quali rappresenta un universo caratterizzato da proprie leggi fisiche. Come suggerisce il termine, l’inflazione eterna avviene infinite volte, crea infiniti universi che danno luogo al multiverso. Questi infiniti universi vengono chiamati “universi a bolle” anche se hanno forme non esattamente rotonde o circolari, e possono muoversi facendo sì che, di tanto in tanto, accadano delle collisioni con altre bolle cosmiche. Queste collisioni producono delle increspature all’interno dell’universo bolla e possono apparire come “tracce” nella radiazione cosmica di fondo, anche se queste idee devono comunque essere verificate sperimentalmente.

Gli scienziati sperano che la ricerca di queste collisioni delle bolle cosmiche fornisca degli indizi sulla storia dell’Universo a prescindere dal fatto che esse siano, o meno, reali. Comunque sia, l’assenza di queste tracce nella radiazione cosmica di fondo implicherebbe porre limiti più stringenti ai modelli che si basano sull’inflazione eterna. Se poi si dimostrerà il contrario, avremo acquisito non solo nuove informazioni sul nostro Universo ma addirittura sull’esistenza di un possibile multiverso.

ArXiv 1: First Observational Tests of Eternal Inflation

ArXiv 2: First Observational Tests of Eternal In ation: Analysis Methods and WMAP 7-Year Results

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L’Universo si ‘consuma’ ad un ritmo elevato

Se le macchine consumano benzina, le stelle consumano il proprio combustibile nucleare e le galassie finiscono per collassare in buchi neri. L’Universo, e tutto ciò che è in esso presente, si sta gradualmente consumando. Ma quanto velocemente? I ricercatori dell’Università Nazionale Australiana hanno scoperto che l’Universo si consuma con un tasso di circa 30 volte maggiore di quanto precedentemente pensato. I ricercatori hanno calcolato l’entropia dell’Universo in modo da determinare qual è il grado di disordine del sistema fisico. Utilizzando nuovi dati sul numero e sulle dimensioni dei buchi neri, essi hanno trovato che l’Universo possiede un grado di disordine 30 volte maggiore di quanto precedentemente pensato.

Abbiamo considerato il contributo totale all’entropia dovuto alle stelle, alla radiazione stellare, alla radiazione cosmica di fondo e persino alla materia scura. Tuttavia, è l’entropia dei buchi neri supermassicci che domina l’entropia totale dell’Universo. Utilizzando i nuovi dati sul numero e la dimensione dei buchi neri supermassicci, abbiamo trovato che l’entropia dell’Universo osservabile è circa 30 volte più grande di quanto precedentemente calcolato” spiega Chas Egan. “Contrariamente a quanto si crede, ciò che mantiene strutture diverse e complicate, come stelle, galassie, uragani e canguri, ha come effetto quello di aumentare il disordine e l’entropia dell’Universo. Tuttavia, il loro contributo è trascurabile se confrontato con l’entropia dovuta ai buchi neri supermassicci” aggiunge Charley Lineweaver. Questi risultati hanno implicazioni importanti non solo per la vita terrestre ma anche per la vita nell’Universo.

Per quanto ne sappiamo, l’Universo ha cominciato con uno stato di bassa entropia e, in accordo al secondo principio delle termodinamica, l’entropia ha continuato a crescere. Ciò è importante perché la quantità di energia disponibile per la vita dipende anche dal grado di entropia stessa presente nell’Universo. “Vorremmo infatti capire quanta energia sarà ancora disponibile per la formazione e l’evoluzione di possibili forme di vita e dove si cela questa energia. Dunque bisogna calcolare l’entropia dell’Universo ed è quello che abbiamo fatto. Bisogna comunque cercare di capire quanto vicini siamo alla fase di massima entropia, quale è il grado di entropia che si sta producendo e quanto tempo abbiamo ancora a disposizione prima che tutte le eventuali forme di vita presenti nell’Universo arrivino alla fine della loro esistenza” conclude Lineweaver.