C’è qualcosa che sta facendo espandere la struttura del nostro Universo a un ritmo sempre più accelerato e gli scienziati sono davvero perplessi su cosa potrebbe essere.
Perché il nostro Universo cresce a un ritmo sempre più accelerato?
Forse la gravità inizia a comportarsi male su scala cosmica, o forse il ribollire del vuoto puro crea una sorta di pressione negativa che dobbiamo ancora spiegare.
Per ora, l’energia oscura funge da segnaposto per le descrizioni della misteriosa ondata di espansione, dando il via a ogni sorta di speculazione su come potrebbe realmente apparire il poltergeist nelle ombre intergalattiche.
Naman Kumar, ricercatore presso l’Indian Institute of Technology, ha alcune idee, che ha delineato di recente in un paio di articoli pubblicati. Una delle sue proposte nasce dal presupposto che il nostro Universo non sia così solitario come sembra.
Lo studio
Se torniamo indietro nel tempo abbastanza a lungo, arriveremo a un punto in cui tutta la materia era confinata in uno sciame caldo e denso di particelle subatomiche, in fermento con possibilità.
E prima ancora? Per colmare le lacune, avremmo bisogno di una nuova teoria che fonda in modo impeccabile il tessuto allungato della relatività generale con i fili discreti della meccanica quantistica, o che sostituisca entrambi con qualcosa di radicale e nuovo.
Il modello di Kumar inizia con il fenomeno quantistico della generazione di materia. Date le giuste condizioni, le particelle virtuali hanno una probabilità apprezzabile di apparire all’esistenza in una partnership aggrovigliata: un minuscolo pezzo di materia e un gemello di antimateria.
Potrebbe trattarsi di un positrone e un elettrone, oppure di un quark charm e un quark anti-charm. Oppure, forse, un Universo e un anti-Universo, ha affermato Kumar.
La proposta non è senza precedenti. I multiversi sono un modo comodo per colmare le lacune che fanno sembrare il nostro Universo stranamente adatto alla nostra stessa esistenza.
Un suggerimento simile è stato proposto diversi anni fa dai fisici Latham Boyle, Kieran Finn e Neil Turok del Perimeter Institute for Theoretical Physics in Canada. Gli scienziati hanno sostenuto che il nostro Universo appare e si comporta in modo così fluido non grazie a un rapido periodo di inflazione iniziale, ma perché è nato con un gemello che viaggia indietro nel tempo, identico a se stesso a parte le sue particelle speculari e le cariche invertite.
La versione di Kumar emerge come conseguenza di un concetto nella teoria dell’informazione quantistica chiamato entropia relativa. In parole povere, questa è una metrica che attribuisce un numero alle differenze nelle distribuzioni di probabilità tra sistemi non simmetrici, come due Universi connessi in un punto nel tempo.
Se il nostro Universo fosse nato con un “gemello” speculare, con carica invertita e in movimento all’indietro, vincolato dalle condizioni energetiche della relatività generale come lo è il nostro, sarebbe stato così intrecciato che l’energia di ciascun sistema avrebbe descritto naturalmente un raggio in rapida espansione.
Problema risolto, senza bisogno di energia oscura. Non soddisfatto, Kumar ha recentemente pubblicato una seconda proposta che emerge da ipotetici confini tra dimensioni chiamate brane. Variando la tensione in questi confini di realtà dimensionale superiore, Kumar ha mostrato come lo spaziotempo potrebbe espandersi a velocità sempre maggiori.
Evocare dimensioni extra e universi speculari per spiegare qualcosa di così semplice come l’espansione dell’Universo potrebbe sembrare un’esagerazione, ma potremmo essere arrivati a un punto della cosmologia in cui è necessario prendere in considerazione concetti che mettono un po’ alla prova la nostra immaginazione.
Anche le proposte più stravaganti possono suggerire osservazioni che confermano l’esistenza di particelle e forze nell’ombra dove si incontrano la relatività generale e la fisica quantistica, o forse rivelano nuovi strati di realtà che in precedenza erano rimasti irraggiungibili..
Conclusioni
“Dopo aver lavorato sui problemi della materia oscura e dell’energia oscura, posso dire che o accettiamo che la relatività generale sia corretta e che viviamo in un Universo oscuro con queste elusive e peculiari particelle di materia oscura ed energia oscura, oppure accettiamo che viviamo in un multiverso di dimensione superiore“, ha concluso Kumar.
La ricerca è stata pubblicata su Gravitation and Cosmology e Europhysics Letters.
