Cosa significano i fisici per gli universi paralleli

I fisici parlano di universi paralleli, ma non è sempre chiaro cosa significano. Significano storie alternative del nostro universo, come quelle spesso mostrate nella fantascienza, o interi altri universi senza alcuna reale connessione con il nostro?

I fisici usano la frase "universi paralleli" per discutere di concetti diversi e a volte può creare un po 'di confusione. Ad esempio, alcuni fisici credono fortemente nell'idea di un multiverso per scopi cosmologici, ma in realtà non credono nella Many Worlds Interpretation (MWI) della fisica quantistica.

È importante rendersi conto che gli universi paralleli non sono in realtà una teoria all'interno della fisica, ma piuttosto una conclusione che emerge da varie teorie all'interno della fisica. Ci sono una serie di ragioni per credere in più universi come una realtà fisica, principalmente a causa del fatto che non abbiamo assolutamente motivo di supporre che il nostro universo osservabile sia tutto ciò che c'è. 

Esistono due suddivisioni di base di universi paralleli che potrebbero essere utili da considerare. Il primo è stato presentato nel 2003 da Max Tegmark e il secondo è stato presentato da Brian Greene nel suo libro "The Hidden Reality".

Classificazioni di Tegmark

Nel 2003, il fisico del MIT Max Tegmark ha esplorato l'idea di universi paralleli in un articolo pubblicato in una raccolta intitolata "Scienza e realtà ultima". Nel documento, Tegmark suddivide i diversi tipi di universi paralleli consentiti dalla fisica in quattro diversi livelli:

• Livello 1: Regioni oltre l'orizzonte cosmico: L'universo è essenzialmente infinitamente grande e contiene materia all'incirca alla stessa distribuzione di come la vediamo in tutto l'universo. La materia può combinarsi solo in così tante configurazioni diverse. Data una quantità infinita di spazio, è ovvio che esiste un'altra parte dell'universo in cui esiste un duplicato esatto del nostro mondo.
• Livello 2: Altre bolle post-inflazione: Universi separati spuntano come bolle di spazio-tempo che subiscono la propria forma di espansione, secondo le regole dettate dalla teoria dell'inflazione. Le leggi della fisica in questi universi potrebbero essere molto diverse dalle nostre.
• Livello 3: I molti mondi della fisica quantistica: Secondo questo approccio alla fisica quantistica, gli eventi si svolgono in ogni singolo modo possibile, proprio in diversi universi. Le storie di "storia alternativa" di fantascienza utilizzano questo tipo di modello di universo parallelo, quindi è il più noto al di fuori della fisica.
• Livello 4: Altre strutture matematiche: Questo tipo di universi paralleli è una sorta di catch-all per altre strutture matematiche che possiamo concepire, ma che non osserviamo come realtà fisiche nel nostro universo. Gli universi paralleli di livello 4 sono quelli che sono governati da equazioni diverse da quelle che governano il nostro universo. A differenza degli universi di livello 2, non si tratta solo di manifestazioni diverse delle stesse regole fondamentali, ma di insiemi di regole completamente diversi.

Classificazioni di Greene

Il sistema di classificazioni di Brian Greene dal suo libro del 2011, "La realtà nascosta", è un approccio più granulare di quello di Tegmark. Di seguito sono elencate le classi di universi paralleli di Greene, ma abbiamo anche aggiunto il livello di Tegmark in cui rientrano: 

• Multiverso trapuntato (Livello 1): lo spazio è infinito, quindi da qualche parte ci sono regioni dello spazio che imiteranno esattamente la nostra regione dello spazio. C'è un altro mondo "là fuori" da qualche parte in cui tutto si sta svolgendo Esattamente come si svolge sulla Terra.
• Multiverso inflazionistico (Livello 1 e 2): la teoria inflazionistica in cosmologia prevede un universo espansivo pieno di "universi di bolle", di cui il nostro universo è solo uno.
• Brane Multiverse (Livello 2): la teoria delle stringhe lascia aperta la possibilità che il nostro universo si trovi su una sola brana tridimensionale, mentre altre brane di qualsiasi numero di dimensioni potrebbero avere interi universi su di esse.
• Multiverso ciclico (Livello 1): un possibile risultato della teoria delle stringhe è che le brane potrebbero scontrarsi tra loro, dando luogo a grandi scoppi che generano universi che non solo hanno creato il nostro universo ma forse anche altri.
• Multiverso del paesaggio (Livello 1 e 4): la teoria delle stringhe lascia aperte molte diverse proprietà fondamentali dell'universo che, in combinazione con il multiverso inflazionistico, significa che potrebbero esserci molti universi bolla che hanno leggi fisiche fondamentalmente diverse dall'universo in cui abitiamo.
• Multiverso quantistico (Livello 3): questa è essenzialmente la Many Worlds Interpretation (MWI) della meccanica quantistica; tutto ciò che può accadere fa ... in qualche universo.
• Multiverso olografico (Livello 4): secondo il principio olografico, esiste un universo parallelo fisicamente equivalente che esisterebbe su una superficie di delimitazione distante (il bordo dell'universo), in cui tutto ciò che riguarda il nostro universo è esattamente rispecchiato.
• Multiverso simulato (Livello 4): la tecnologia potrebbe avanzare al punto in cui i computer potrebbero simulare ogni singolo dettaglio dell'universo, creando così un multiverso simulato la cui realtà è quasi complessa come la nostra.
• Multiverso supremo (Livello 4): nella versione più estrema di guardare universi paralleli, ogni singola teoria che potrebbe esistere dovrebbe esistere in qualche forma da qualche parte.