Gli astronauti descrivono il vuoto e l’oscurità dello spazio come un’esperienza sorprendente.
In realtà lo spazio non è né vuoto né buio. Anche nel “vuoto” dello spazio extra galattico, un astronauta potrebbe trovare in media, almeno un protone, per metro cubo, un elettrone e mezzo miliardo di fotoni e neutrini provenienti dall’epoca del Big Bang. Qualcuno potrebbe rispondere ingenuamente che lo spazio tra queste particelle sia vuoto, ma in realtà non lo è affatto.
Gran parte della massa dell’universo, circa due terzi è attualmente associata all’energia oscura che pervade il vuoto, esercitando una “spinta anti gravitazionale” sulla materia e accelerando l‘espansione dell’universo.
Le ultime misurazioni indicano che il vuoto si comporta come la costante cosmologica che Albert Einstein aggiunse alle sue equazioni oltre un secolo fa per dimostrare che l’universo fosse statico.
Oggi il nostro universo non solo si sta espandendo, ma lo fa in maniera uniforme entro una parte su 100.000, anche in regioni poste sui lati opposti del nostro orizzonte cosmico che non hanno avuto il tempo di comunicare tra di loro.
La spiegazione più accettata di questo apparente enigma è l’inflazione cosmica , un periodo iniziale durante il quale il vuoto ha innescato un’espansione accelerata per una frazione di tempo infinitamente piccolo in modo che le regioni, che inizialmente erano vicine e in contatto causale sono state infine separate e ora si trovano ai lati opposti del nostro cielo. Se le cose sono andate effettivamente così , il vuoto ha dominato l’espansione sia all’inizio che alla fine della nostra storia cosmica.
Se vogliamo immaginare il vuoto possiamo pensare a una regione ipotetica al di fuori del volume osservato del nostro universo dove la costante cosmologica svanisce e non c’è materia. Questa regione sarebbe vuota? La risposta è, ancora una volta, negativa. Secondo la meccanica quantistica, questa regione subirà ancora le fluttuazioni del vuoto, con particelle virtuali che entrano ed escono brevemente dall’esistenza. La realtà di queste fluttuazioni transitorie è stata trovata sperimentalmente attraverso una serie di effetti. Ad esempio, quando due piastre metalliche sono poste parallelamente l’una all’altra, limitano la lunghezza d’onda delle fluttuazioni elettromagnetiche virtuali nello spazio tra di loro, determinando una forza, che è stata chiamata “effetto Casimir“.
Allo stesso modo, l’interazione tra le fluttuazioni del vuoto e l’elettrone in un atomo di idrogeno, produce una differenza di energia tra gli stati 2 S 1/2 e 2 P 1/2 dell’elettrone che produce lo spostamento di Lamb tra i loro livelli di energia.. Inoltre, un campo elettrico sufficientemente potente può accelerare elettroni e positroni virtuali dal vuoto, in modo che si materializzino in particelle reali e diano origine all’effetto Schwinger della creazione di coppie particella/antiparticella. In analogia, la forte gravità dell’orizzonte degli eventi di un buco nero genera radiazione termica dal vuoto e provoca l’ evaporazione di Hawking del buco nero stesso.
In effetti, la radiazione termica viene emessa dal vuoto non solo nei buchi neri, ma in tutti i sistemi che possiedono orizzonti causali. Durante l‘inflazione cosmica accelerata, le fluttuazioni del vuoto sono state generate e hanno disseminato le strutture odierne di galassie e ammassi di galassie. Se è andata veramente cosi , dobbiamo la nostra esistenza alle prime fluttuazioni quantistiche. La vita sarebbe quindi nata dal vuoto.
Abbiamo visto che gli atomisti si sbagliavano e il vuoto non si trova da nessuna parte. quindi, cosa c’era prima del Big Bang? Il nostro universo è emerso da una fluttuazione quantistica del vuoto? Queste domande possono essere risolte solo nell’ambito di una teoria predittiva della gravità quantistica che combina meccanica quantistica e gravità, che non abbiamo ancora scoperto. Fino a quando non sarà sviluppata una teoria che combina le due principali teorie, non scopriremo le origini dell’universo e di conseguenza, le origini della vita.
Come nell‘effetto Schwinger, è concepibile che una violenta fluttuazione del vuoto possa potenzialmente creare un universo neonato. Se ciò sia possibile dipende da dettagli sottili ed è un argomento di ricerca attiva , studiata di recente come l”‘inversione temporale del un collasso in un buco nero”, da Avi loeb e Paul Chesler, borsista postdottorato alla Black Hole Initiative di Harvard .
Una nascita artificiale del nostro cosmo potrebbe avere implicazioni interessanti sulle nostre origini. Se il nostro universo è stato creato da una civiltà anteriore alla nostra, e presente in un universo precedente, si potrebbe immaginare una sequenza infinita di piccoli universi nati l’uno dall’altro da civiltà che hanno sviluppato la capacità tecnologico di dare vita a nuovi universi.
Un universo è il dono più grande che uno sperimentatore possa sperare di ottenere dal vuoto. All’interno, il regalo potrebbe contenere i primi atomisti che considerano il vuoto come vuoto, seguiti da scienziati che finiscono per creare un nuovo universo a partire proprio dal vuoto.
Fonte: https://www.scientificamerican.com/article/endless-creation-out-of-nothing/
Il nostro universo è un esperimento di una civiltà extraterrestre?
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