Dio: le leggi della fisica possono confutarlo?

Credevo ancora in Dio (ora sono ateo) quando a un seminario ho sentito la seguente domanda, posta per la prima volta da Einstein, e sono rimasto sbalordito dalla sua eleganza e profondità: ‘Se c’è un Dio che ha creato le leggi della fisica, Dio segue le sue stesse leggi? O può Dio eludere le sue stesse leggi, come viaggiare più velocemente della velocità della luce e quindi essere in grado di essere in due luoghi diversi allo stesso tempo?’ La risposta potrebbe aiutarci a dimostrare se Dio esiste o meno o è qui che l’empirismo scientifico e la fede religiosa si intersecano, senza una vera risposta? David Frost, 67 anni, Los Angeles.

Ero in lockdown quando ho ricevuto questa domanda e sono rimasta immediatamente incuriosita. Non c’è da meravigliarsi dei tempi: eventi tragici, come le pandemie, spesso ci portano a mettere in dubbio l’esistenza di Dio: se c’è un Dio misericordioso, perché sta accadendo una catastrofe come questa? Quindi l’idea che Dio potesse essere “vincolato” dalle leggi della fisica – che governano anche la chimica e la biologia e quindi i limiti della scienza medica – è interessante da esplorare.

Se Dio non fosse in grado di infrangere le leggi della fisica, probabilmente non sarebbe potente come ci si aspetterebbe da un essere supremo. Ma se può, perché non vediamo alcuna prova che le leggi della fisica siano mai state violate nell’universo?

Per affrontare la domanda, analizziamola un po’. 

Primo, può Dio viaggiare più velocemente della luce? Prendiamo semplicemente la domanda al valore nominale. La luce viaggia a una velocità approssimativa di 3 x 10⁵ chilometri al secondo. Impariamo a scuola che nulla può viaggiare più veloce della velocità della luce, nemmeno la USS Enterprise in Star Trek che, infatti, ricorre ad un trucco, la curvatura dello spazio.

Ma è vero? Alcuni anni fa, un gruppo di fisici ipotizzò che particelle chiamate tachioni potessero viaggiare oltre la velocità della luce. Oggi, però, la loro esistenza come particelle reali è considerata altamente improbabile. Se esistessero, avrebbero una massa immaginaria e distorcerebbero il tessuto dello spazio e del tempo, portando a violazioni della causalità (e forse a un mal di testa per Dio).

Sembra, finora, che non sia stato osservato alcun oggetto che possa viaggiare più velocemente della velocità della luce. Questo di per sé non dice nulla su Dio. Rafforza semplicemente la consapevolezza che la luce viaggia davvero molto velocemente.

Le cose diventano un po’ più interessanti se si considera quanto lontano ha viaggiato la luce dall’inizio. Supponendo una cosmologia tradizionale del big bang e una velocità della luce di 3 x 10 ⁵ km / s, allora possiamo calcolare che la luce ha percorso circa 10 ²³ km nei circa 13,8 miliardi di anni da quando è apparsa (la luce è apparsa un po’ dopo la nascita dell’universo).

L’universo si sta espandendo a una velocità di circa 70 km / s per Mpc (1 Mpc = 1 Megaparsec ~ 30 milioni di km), quindi le stime attuali suggeriscono che la nostra distanza dal bordo dell’universo sia di 46 miliardi di anni luce. Con il passare del tempo, il volume dello spazio aumenta e la luce deve viaggiare più a lungo per raggiungerci.

C’è molto più universo là fuori di quanto possiamo vedere, ma l’oggetto più distante che abbiamo visto è una galassia, GN-z11, osservata dal telescopio spaziale Hubble. Si trova a circa 10 ²³ km o 13,4 miliardi di anni luce, il che significa che ci sono voluti 13,4 miliardi di anni prima che la luce della galassia ci raggiungesse.

Non possiamo osservare o vedere attraverso l’intero universo che è cresciuto dopo il big bang perché è passato un tempo insufficiente perché la luce dalle prime frazioni di secondo ci possa avere raggiunto. Alcuni sostengono che questo significa che non possiamo essere sicuri che le leggi della fisica non possano essere violate in altre regioni cosmiche – forse sono solo leggi locali e accidentali. E questo ci porta a qualcosa di ancora più grande dell’universo.

Il multiverso

Molti cosmologi credono che l’universo possa essere parte di un cosmo più esteso, un multiverso, in cui molti universi diversi coesistono ma non interagiscono. L’idea del multiverso è sostenuta dalla teoria dell’inflazione – l’idea che l’universo si sia espanso enormemente prima che avesse ^10-32 secondi. L’inflazione è una teoria importante perché può spiegare perché l’universo ha la forma e la struttura che vediamo intorno a noi.

Ma se l’inflazione è potuta accadere una volta, perché non molte volte? Sappiamo dagli esperimenti che le fluttuazioni quantistiche possono dare origine a coppie di particelle che entrano improvvisamente nell’esistenza, solo per scomparire pochi istanti dopo. E se tali fluttuazioni possono produrre particelle, perché non interi atomi o universi? 

È stato suggerito che, durante il periodo di inflazione caotica, non tutto accadeva alla stessa velocità: le fluttuazioni quantistiche nell’espansione avrebbero potuto produrre bolle che sono esplose fino a diventare universi a pieno titolo.

Ma come si inserisce Dio nel multiverso? Un problema per i cosmologi è stato il fatto che il nostro universo sembra messo a punto per l’esistenza della vita. Le particelle fondamentali create nel big bang avevano le proprietà corrette per consentire la formazione di idrogeno e deuterio, sostanze che hanno prodotto le prime stelle.

Le leggi fisiche che governano le reazioni nucleari in queste stelle hanno quindi prodotto la materia di cui è fatta la vita: carbonio, azoto e ossigeno. Allora come mai tutte le leggi ed i parametri fisici dell’universo hanno i valori che hanno permesso alle stelle, ai pianeti e, in definitiva, alla vita di svilupparsi?

Alcuni sostengono che sia solo una fortunata coincidenza. Altri dicono che non dovremmo essere sorpresi di vedere leggi fisiche biofriendly – dopo tutto ci hanno prodotto, quindi cos’altro dovremmo vedere? Alcuni teisti, tuttavia, sostengono che questo dimostri l’esistenza di un Dio che ha creato le condizioni favorevoli.

Ma Dio non è una spiegazione scientifica valida. La teoria del multiverso, invece, risolve il mistero perché permette a differenti universi di avere leggi fisiche differenti. Quindi dovremmo vederci in uno dei pochi universi che potrebbero supportare la vita. Naturalmente, non è possibile smentire l’idea che un Dio possa aver creato il multiverso.

Questo è tutto molto ipotetico e una delle più grandi critiche alle teorie del multiverso è che poiché sembra che non ci sono interazioni tra il nostro universo e altri universi, la nozione di multiverso non può essere verificata direttamente.

Stranezze quantistiche e Dio

Ora consideriamo se Dio possa essere in più di un posto allo stesso tempo. Gran parte della scienza e della tecnologia che usiamo nella scienza spaziale si basa sulla teoria controintuitiva del minuscolo mondo di atomi e particelle noto come meccanica quantistica.

La teoria consente qualcosa chiamato entanglement quantistico: particelle anche lontane tra loro collegate in modo spettrale, come diceva Einstein. Se due particelle sono intrecciate tra loro, manipoli automaticamente il suo partner quando ne manipoli una, anche se sono molto distanti e senza che le due interagiscano. Ci sono descrizioni di entanglement migliori di quella che fornita qui, ma questa è abbastanza semplice da poter essere compresa da un profano.

Immagina una particella che decade in due sottoparticelle, A e B. Le proprietà delle sottoparticelle devono sommarsi alle proprietà della particella originale: questo è il principio di conservazione. Ad esempio, tutte le particelle hanno una proprietà quantistica chiamata “spin”: più o meno, si muovono come se fossero piccoli aghi della bussola. Se la particella originale ha uno “spin” pari a zero, una delle due sottoparticelle deve avere uno spin positivo e l’altra uno spin negativo, il che significa che ognuna ha una probabilità del 50% di avere uno spin positivo o un rotazione negativa (Secondo la meccanica quantistica, le particelle sono per definizione in un mix di stati diversi fino a quando il loro stato non viene effettivamente misurato).

Le proprietà di A e B non sono indipendenti l’una dall’altra – sono intrecciate – anche se situate in laboratori separati su pianeti separati. Quindi, se misuri lo spin di A e lo trovi positivo, la misurazione dello spin di B, fatta esattamente nello stesso momento in cui hai misurato A, affinché il principio di conservazione funzioni, deve trovare lo spin di B negativo.

Ma – ed è qui che le cose diventano torbide – come la subparticella A, B aveva una probabilità 50:50 di essere positiva, quindi il suo stato di spin “diviene” negativo nel momento in cui lo stato di spin di A viene misurato come positivo. In altre parole, le informazioni sullo stato di rotazione sono state trasferite istantaneamente tra le due sottoparticelle. 

Tale trasferimento di informazioni quantistiche apparentemente avviene più velocemente della velocità della luce, anzi, istantaneamente. Dato che lo stesso Einstein ha descritto l’entanglement quantistico come “un’azione spettrale a distanza“, penso che tutti noi possiamo essere perdonati per trovare questo effetto piuttosto bizzarro e controintuitivo.

Quindi, dopotutto, c’è qualcosa di più veloce della velocità della luce: l’informazione quantistica. Questo non prova o smentisce Dio, ma può aiutarci a pensare a Dio in termini fisici, forse come una pioggia di particelle aggrovigliate, che trasferiscono informazioni quantistiche avanti e indietro e, quindi, occupano molti posti allo stesso tempo? E anche molti universi allo stesso tempo?

Ho questa immagine di Dio che fa girare piatti delle dimensioni di una galassia mentre si destreggia con palline delle dimensioni di un pianeta – lanciando bit di informazioni da un universo in bilico a un altro, per mantenere tutto in movimento. Fortunatamente, Dio può svolgere più compiti, mantenendo in funzione il tessuto dello spazio e del tempo. Tutto ciò che serve è un po’ di fede.

Questo articolo è arrivato vicino a rispondere alle domande poste? Sospetto di no: se credi in Dio (come me), allora l’idea che Dio sia vincolato dalle leggi della fisica è una sciocchezza, perché Dio può fare tutto, anche viaggiare più velocemente della luce. Se non credi in Dio, allora la domanda è altrettanto priva di senso, perché non c’è un Dio e niente può viaggiare più veloce della luce. Forse la domanda è davvero per gli agnostici, che non sanno se esiste un Dio.

Questo è davvero il punto in cui scienza e religione differiscono. La scienza richiede prove, il credo religioso richiede fede. 

Gli scienziati non cercano di provare o confutare l’esistenza di Dio perché sanno che non esiste un esperimento che possa mai rilevare Dio. E se credi in Dio, non importa ciò che gli scienziati scoprono sull’universo: qualsiasi cosmo può essere considerato coerente con Dio.

La nostra visione di Dio, della fisica o di qualsiasi altra cosa dipende in ultima analisi dalla prospettiva. Ma terminiamo con una citazione di una fonte davvero autorevole. No, non è la Bibbia. Né è un libro di testo di cosmologia. È tratto da Reaper Man di Terry Pratchett:

“La luce pensa di viaggiare più velocemente di qualsiasi altra cosa, ma sbaglia. Non importa quanto velocemente la luce viaggia, ogni volta scopre che l’oscurità è sempre arrivata per prima e la sta aspettando“.

Monica Grady per The Conversation