04 agosto 2011

Collisioni cosmiche

Immagine tratta da Feeney et al., arXiv:1012.1995v3
Il nostro universo è un bel flipper: si scontrano tra loro i pianeti, le stelle, le galassie e persino gli ammassi di galassie. Ma lo scontro tra universi sembrerebbe un'esclusiva della fantascienza. Eppure, se davvero il nostro universo è solo uno tra i tanti che popolano un più vasto multiverso, qualche tipo di collisione tra universi potrebbe non essere impossibile. E uno scontro del genere qualche traccia dovrebbe lasciarla: si tratta di trovarla.

Alcuni miei colleghi ci hanno provato, e hanno appena pubblicato due articoli paralleli (ma nello stesso universo, ah ah) per spiegare quello che hanno trovato (gli articoli sono questo, più breve, apparso su Physical Review Letters, e questo, che si dilunga in dettaglio sui metodi usati). Normalmente, le diverse regioni che popolano il multiverso sono ritenute talmente vaste che il loro "confine" dovrebbe cadere fuori dall'orizzonte cosmologico (ovvero, la porzione di universo che siamo in grado di osservare). Questo è il motivo per cui molti cosmologi (tra cui il sottoscritto) sono a disagio con l'idea del multiverso: sembrerebbe un'ipotesi impossibile da mettere alla prova scientificamente. Ma esistono modelli specifici in cui la "collisione" tra diverse regioni potrebbe dare luogo a manifestazioni osservabili, sotto forma di strutture circolari nella radiazione cosmica di fondo. Nella figura in alto c'è una simulazione di quello che si potrebbe osservare: in alto a sinistra, la traccia isolata della collisione, in alto a destra la stessa traccia come apparirebbe in una mappa della radiazione di fondo.

Ovviamente, vale sempre il discorso già fatto per la ricerca di tracce analoghe a queste: si tratta di identificare strutture regolari in una trama di macchie casuali, ed è fin troppo facile convincersi di vedere proprio quello che ci si aspetta. Ma in questo caso l'analisi è stata fatta con tutte le cautele del caso. (Al mio giudizio positivo sull'analisi non è estraneo il fatto che essa si basi su una tecnica di analisi delle immagini cosmologiche sulla cui genesi ho una qualche corresponsabilità. Anzi, per la verità alcune delle strutture identificate in questo studio le avevamo già trovate in questo lavoro, che però non tentava di dare una spiegazione in termini di questo o quel particolare modello teorico.)

Il risultato di questo primo tentativo, applicato ai dati del satellite WMAP, sembra negativo: gli indizi non sono abbastanza significativi per dire di aver trovato le prove dell'esistenza di altri universi. Il che porta comunque a escludere certe classi di modelli; e fa sperare che con dati migliori, come quelli che sta raccogliendo attualmente Planck, si possano fare ulteriori progressi.

Continuo a rimanere scettico sulla possibilità di mettere alla prova l'ipotesi del multiverso. Ma se c'è qualche speranza, direi che è proprio in questa direzione.

8 commenti:

  1. Hmmm. Certo che "una macchia circolare nella radiazione cosmica di fondo" mi sembra davvero poco anche solo per cominciare a cercare. Voglio dire, al di là di strutture casuali rilevate in buona fede, ma una roba del gener epotrebbe avere anche altre origini, o sbaglio? Che ne so, una nova o uno scontro fra planetoidi. E' come cercare un particolare topo sapendo che ha un pelo bianco vicino alle orecchie. Almeno, così mi pare.

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  2. Giusta osservazione. Infatti, nel nostro articolo (quello a cui accenno nel post) avevamo cercato strutture "anomale", senza tentare spiegazioni. Però il passo logico successivo è cercare modelli che interpretino correttamente quello che si osserva. Da questo punto di vista, quella del multiverso è una delle tante possibilità: ma se un modello diverso dovesse fornire una interpretazione migliore, ben venga. Inoltre, fino a quando la significatività delle "anomalie" non sarà maggiore (cosa che potrebbe succedere avendo a disposizione dati di maggiore qualità), non è detto che si riesca a decidere chiaramente quale modello sia la migliore interpretazione dei dati.

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  3. Ieri com'è uscita la notizia sono subito corso a leggere l'articolo!
    Lo scetticismo è d'obbligo, quello che mi chiedo è se (dato che da poco ho iniziato a sbattere la testa sui dati di WMAP:)) l'anomalia osservata nel segnale di CMB possa essere attribuita con certezza ad una misura reale o invece potrebbe essere un artifizio (ad esempio dovuto alla scelta di una particolare combinazione dei vari canali di osservazione di WMAP piuttosto che un'altra)?
    Mi sembra di capire che gli autori dell'articolo scongiurano questa ipotesi, allora quale sarebbe la strada da seguire per attribuire la giusta causa all'anomalia in questione, oltre ovviamente quella più convenite dal punto di vista pubblicitario come quella del multiuniverso!?

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  4. Le mappe usate sono già state trattate per eliminare le contaminazioni, e le strutture osservate sono lontane dal piano della galassia. Ma questo non esclude la possibilità che si tratti di altri effetti sistematici. Uno dei modi per capirlo è aspettare i risultati di Planck. Spiegare le osservazioni con il multiverso è un tentativo serio, ma come dicevo non è detto che sia l'unica spiegazione. Purtroppo non credo che con i dati attuali si possa dire molto di più.

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  5. Queste previsioni sulle collisioni di diverse regioni del multiverso funzionano anche se i singoli universi hanno numero di dimensioni e leggi fisiche diverse dal nostro?

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  6. Credo sia una stima basata semplicemente sul numero di "bolle" previste per un dato volume, indipendentemente da quello che c'è dentro.

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  7. Parlo della molteplicità degli universi e della percezione del tempo all'interno dei primi due libri che ho scritto: http://www.lulu.com/spotlight/dusunke

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  8. Se fossimo esseri la cui tecnologia e le cui conoscenze scientifiche non permettono di vedere aldilà della nostra Terra, diremmo che il nostro Universo è la Terra.
    ...
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    Se fossimo esseri la cui tecnologia e le cui conoscenze scientifiche non permettono di vedere aldilà della nostra Galassia, diremmo che il nostro Universo è la Galassia.

    Se fossimo esseri la cui tecnologia e le cui conoscenze scientifiche non permettono di vedere aldilà del nostro Gruppo Locale di galassie, diremmo che il nostro Universo è il nostro Gruppo Locale di Galassie.
    ...
    ...
    Se fossimo esseri la cui tecnologia e le cui conoscenze scientifiche non permettono di vedere aldilà del nostro Universo Conosciuto, diremmo che il nostro Universo è il nostro Universo Conosciuto.
    ...
    Esisterà un limite fisico all'aggregarsi di strutture cosmiche, dai planetesimi agli ammassi stellari alle galassie agli ammassi ai superammassi ai ... multiversi???

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