Questa cosa degli universi paralleli che piace tanto agli scrittori di fantascienza (e non solo, visto che ne parlava diffusamente Nature qualche numero fa) fu tirata fuori per la prima volta negli anni ‘50 da un dottorando americano, Hugh Everett, che studiava a Princeton con John Wheeler. Everett tentava di risolvere uno dei problemi interpretativi più complessi della meccanica quantistica, la teoria fisica che descrive il mondo su scale microscopiche. Nell’intepretazione consueta, lo stato di un sistema (ad esempio la posizione di una particella nello spazio) non è determinato con precisione fino a quando non lo si misura. Per esempio, in un dato istante una particella non è in un certo punto dello spazio, ma un po’ ovunque, con una certa probabilità. È l’operazione di misura che fa “scegliere” a caso al sistema uno tra tutti gli stati possibili (per esempio la particolare posizione di una particella). Secondo questo tipo di interpretazione, chiedersi quale fosse lo stato del sistema prima della misura (o addirittura se il sistema esistesse del tutto) non ha alcun senso. Da qui nascono tutta una serie di paradossi, come quello del gatto di Schrodinger. La vita del povero felino, chiuso in una scatola sigillata, dipende dalla rottura di una fiala di gas tossico che viene azionata o meno a seconda che un certo sistema microscopico si trovi in uno tra due possibili stati. Ma il sistema sceglie uno dei due stati solo se viene sottoposto a una misura. Quindi, finché qualcuno non va a controllare, aprendo la scatola e misurando lo stato del sistema, il gatto dovrebbe essere ritenuto contemporaneamente sia vivo che morto. Per uscire da questo tipo di paradosso, Everett ipotizzò che ogni misura porti a una biforcazione della storia dell’universo in due (o più) realtà che hanno la stessa esistenza fisica, ma che non sono comunicanti. In un universo il gatto è vivo e vegeto, nell’altro ha fatto una brutta fine. Ma entrambi gli universi sarebbero, in qualche senso, reali. E come loro, tutti gli altri infiniti universi generati in ogni istante, ogni volta che qualcosa può essere in un modo o in un altro. Un po’ come in Sliding Doors, insomma, ma molto peggio.(Subito dopo il dottorato, Everett si scocciò della fisica e andò a fare i soldi come consulente nell’ambito della difesa militare, bevve e fumò molto, e morì piuttosto giovane, di infarto. Suo figlio canta e suona negli Eels.)
Se mi promettessero che mio figlio suonera' (addio consecutio temporum) in un gruppo come gli Eels, io vado a fare missili oggi stesso.
RispondiEliminaL'ipotesi di Everett (o "interpretazione a molti mondi"),impone numerose restrizioni al procedimento di quantizzazione.Tale ipotesi,suggerisce anche di imporre particolari restrizioni alle condizioni inerenti alla funzione d'onda dell'Universo;restrizioni che non appaiono naturali nelle altre interpretazioni.Secondo queste ultime,l'Universo odierno è costituito da un unico "ramo" generato nel lontano passato dalle forze a cui è dovuta la riduzione della funzione d'onda.Di conseguenza,nelle interpretazioni diverse dall'ipotesi di Everett,gli effetti quantistici della gravità consistono,almeno attualmente,nel generare piccole fluttuazioni attorno a un Universo essenzialmente classico.Questo punto di vista della cosmologia quantistica (sviluppato in profondità da J.V.Narlikar),porta a modelli cosmologici distinti da quelli suggeriti dall'ipotesi di Everett.Un'analisi dettagliata di ciò che un osservatore vedrebbe,mostra che vi sono delle differenze tra i modelli basati sull'ipotesi originale di Everett e quelli di Narlikar,anche se al giorno d'oggi l'evoluzione sarebbe descritta con ottima approssimazione da un Universo di Friedmann classico in entrambi i casi.
RispondiEliminaI due tipi di modelli differiscono enormemente in prossimità della singolarità iniziale,e ciò può portare a differenze osservabili tra quelli basati sull'ipotesi di Everett e quelli basati sulla riduzione della funzione d'onda.L'esistenza di queste differenze permette di ovviare alla critica principale mossa all'ipotesi di Everett dai suoi oppositori;critica esposta in modo molto conciso da Shimony:"Dal punto di vista di qualunque osservatore - o più esattamente,dal punto di vista di ogni "diramazione" di un osservatore - la diramazione del mondo da lui osservata si evolve in modo stocastico.Poichè tutte le altre diramazioni sono inaccessibili alle sue osservazioni,l'interpretazione di Everett ha esattamente lo stesso contenuto empirico - nel senso più ampio possibile - di una teoria quantistica modificata in cui sistemi isolati di tipo opportuno subiscono occasionalmente "salti quantici" che violano l'equazione di Schrödinger.Pertanto Everett ottiene l'evoluzione continua dello stato quantistico globale al prezzo di una violazione estrema del principio di Occam (...)"
L'ipotesi di Everett però non viola il principio di Occam.
Quando il sistema osservato è piccolo,l'Universo,inteso nel senso corrente di tutto ciò che esiste,non si scinde.Solo l'apparato di misura si scinde.Se decidiamo che è l'Universo a scindersi,esso consiste di tutti gli Universi classici permessi dal dominio,in cui la funzione d'onda dell'Universo non è nulla.Solo in apparenza quindi,questa è una violazione del principio di Occam;poichè uno dei problemi presenti a livello classico consiste nel considerare il fatto evidente che tra tutti i punti dello spazio dei dati iniziali delle equazioni di Einstein,uno solo è stato "realizzato".È un problema comune a tutte le teorie classiche.A livello classico,per risolvere questo problema si devono porre le condizioni iniziali sullo stesso piano delle leggi fisiche.Si devono inoltre introdurre ulteriori leggi fisiche per implicare la riduzione della funzione d'onda.Adottando l'ipotesi di Everett non si deve invece ricorrere a nessuna legge nuova,perchè in questo caso tutti i punti nello spazio dei dati iniziali corrispondono a Universi classici realmente esistenti.In definitiva quindi,la cosmologia fondata sull'ipotesi di Everett,amplia l'orizzonte ontologico per "risparmiare" sulle leggi fisiche.Applicare l'interpretazione di Copenhagen,alla cosmologia quantistica (e dal punto di vista dinamico,il collasso della funzione d'onda da essa postulato),appare quindi addirittura ridicolo.È assai probabile che in un futuro,a mio avviso non troppo lontano,l'ipotesi di Everett (interpretazione a molti mondi) sostituirà sia quella statistica che quella di Copenhagen.
Fausto Intilla
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