La realtà nascosta - Universi paralleli e leggi profonde del cosmo è il quarto libro scientifico del fisico Brian Greene, pubblicato nel 2011.Questa lavoro di riepilogo e sintesi dell'Opera di Greene si basa sul volume: La realtà nascosta -Universi paralleli e leggi profonde del cosmo. Edito nel 2012 da Giulio Einaudi editore s.p.a. Torino. Ed è la traduzione italiana di: The Hidden Reality: Parallel Universes and the Deep Laws of the Cosmos. Pubblicato nel 2011 da Brian Greene.
Il suo contenuto si basa quanto i precedenti sulle implicazioni della teoria delle stringhe. Qui in special modo su studi e ricerche per le quali la natura profonda della nostra realtà è riconducibile a una pluralità di universi, a volte strettamente assiepati e coesistenti in strutture parallele, quasi tutti derivanti dalla funzione delle stringhe, le stesse che secondo l'Autore produrrebbero i campi e le particelle analizzate da fisica teorica e/o sperimentale. Stratificazione sommersa alle fondamenta del mondo apparente che resta per lo più nascosta all'esperienza immediata e spesso anche alla odierna capacità di rilevazione strumentale. "Se all'alba del Novecento v'era qualche dubbio, all'inizio di questo secolo era ormai scontato che per rivelare la vera natura della realtà l'esperienza comune è ingannevole...Alcune analisi acute...e altre scoperte collegate ci stanno conducendo a...la possibilità che il nostro universo non sia l'unico" (dall'incipit della Prefazione).
Piano e obiettivo dell'opera
In ognuno degli undici capitoli del saggio, l'Autore esplora una rispettiva classe di ambienti cosmici consoni con le moderne accezioni fisiche acclarate, e articolando in specifici paragrafi le derivazioni di esse, le estreme conseguenze a volte ancora ipotetiche. Di ogni argomento mette in luce i rispettivi nessi con la storia del pensiero scientifico, dei suoi principali autori e l'essenza di concezioni, scoperte e inferenze che ne promossero e favoriscono il progresso. Tali argomentazioni sono a volte spinte sino ai confini del dibattito e delle speculazioni più audaci, non escluse notevoli incursioni in ambito filosofico. Evidente che il contenuto di questo saggio è relativo alle conoscenze più avanzate ma comunque risalenti all'anno in cui esso fu pubblicato negli USA e che comunque restano, malgrado alcune più recenti ricerche con qualche inclinazione divergente, fondamentalmente valide e sufficientemente condivise dalla comunità scientifica.
Pregio dell'opera è che non si limita a divulgarne l'oggetto di studio ma ne argomenta e confronta ragionamenti e indizi da cui le teorizzazioni si dipanano.
ELENCO DEI CAPITOLI (in antica numerazione latina sull'indice del testo):
I) I limiti della realtà. Mondi paralleli. II) Un numero infinito di doppelganger. Il) multiverso patchwork. III) Eternità e infinito. Il multiverso inflazionario. IV) Unificare le leggi della natura. In cammino verso la teoria delle stringhe. V) Universi sospesi in dimensioni vicine. Il multiverso a brane e il multiverso ciclico. VI) Un nuovo modo di pensare a una vecchia costante. Il multiverso paesaggio. VII) La scienza e il multiverso. Inferenze, spiegazioni e previsioni. VIII) I molti mondi della misurazione quantistica. Il multiverso quantistico. IX) Buchi neri e ologrammi. Il multiverso olografico. X) Universi, computer e realtà matematica. Il multiverso simulato e il multiverso estremo. XI) I limiti dell'indagine. I multiversi e il futuro.
Greene mette in rassegna le tipologie avvalorate da prove, quelle costruite su indizi osservativi o sperimentali verificati o prossimamente verificabili e altre di livello sostanzialmente speculativo ma comunque supportate da logica e matematica e in un passaggio affronta anche l'eventuale possibilità di esistenze di fattura inintelligibile.
La stesura di ciascun capitolo è completata, soprattutto in chiusura, da copiose notificazioni a carattere sovente tecnico. Essendo tali capitoli compilati con numerosi paragrafi dai relativi sottotitoli dichiaranti i punti peculiari intrecciati ad ogni tema, ciò permette di consultare l'intera pubblicazione come un sintetico compendio scientifico, voce per voce, argomento per argomento specifici, i quali abbracciano con progressiva coerenza i punti fondamentali dell'odierna cultura incorporati nella disciplina astrofisica e cosmologica.
Nozioni fisico-teoriche basilari
Fra i paragrafi, ampi scorci e notificazioni riserva ad Albert EinsteinVedi ad esempio le pagine 17, 76, 102, 179, 183 sulla centralità dell'equivalenza E=mc2 o da pg. 14 a pg. 24 e le note a pg.44 e 45 sul fondamentale apporto del lavoro di Einstein e dei suoi risvolti. e alla sua scoperta della teoria relativistica, soffermandosi in merito ai risvolti della Relatività generale (di cui la Rμv -1/2 gμv R = Tμv formulazione di Einstein per le modifiche spaziotemporali ascrivibili alle proprietà gravitazionali) in cui Rμv è il tensore di curvatura di Ricci e il risultante Tμv è il tensore: energia-impulso). In particolare esplicita l'equazione (da|dt /a)2 = 8πGρ / 3 - k /a2 (sviluppata da Fridman dalle "equazioni di campo di Einstein") che descrive il grado di curvatura dello spaziotempo globale in rapporto alla densità di massa ivi contenuta, che determinando la forma dell'universo ne presagisce anche il destino. Il tutto implicitamente fondato sull'intercambiabilità o equivalenza di energia e massa della materia: E = mc2 (nella 2ª nota del capitolo X ne è riportata la forma estesa riferita all'energia cinetica E=mc2 / 1= v2 / c2 secondo la Relatività speciale, formulazione che in quel capitolo sta a sostegno del modello cosmologico inflazionisticoVedi pg. 352, del presente saggio.). Nelle pagine dedicate chiarisce come ogni materia ed ogni energia siano totalmente sommabili in unica massa (m). [ In sintesi: energia di pressione + energia radiativa + energia oscura + energia cinetica + materia barionica + materia oscura = mtot.Universo]Quanto sta fra questa parentesi è una semplificazione di chi qui scrive a scopo di riduzione del più articolato testo del saggio su tali aspetti.. Il settimo paragrafo del II capitolo riporta la densità calcolata (tenendo conto dell'energia oscura che per proprietà richiama quella da Einstein ipotizzata per garantire la staticità dell'universo e poi da lui rinnegata) della massa del nostro universo come l'equivalenza di circa 6 atomi di idrogeno al metro3 esemplificandola col paragone di una goccia d'acqua sparsa in tutto il volume del Pianeta. Proprio la "densità critica" che rende lo spazio globale tridimensionale ma piano, cioè a curvatura nulla e tendenzialmente senza confini (vedi tabella 2°,1 in cui elenca le topologie geometriche possibili)A pg.27 del testo.. Piattezza che va intesa solo in senso spaziale a scala generale. Nella più completa prospettiva spaziotemporale la presenza localizzata di massa (materia + energia), come già descritto, fa assumere al campo esaminato curvatura (o distorsione) variamente positiva (ne è espressione il rallentamento relativistico del tempo causato dal potenziale gravitazionale). Riguardo alla "densità di massa" è da distinguere quella misurabile in ogni periodo successivo. Come è puntualizzato (III cap. paragrafo 11°) tale densità cambia se vista in modo localizzato per ogni fase di ingrandimento del volume in cui tutto è racchiuso. Essa appare più densa in un volume stretto che in uno largo, ma l'espansione costante distribuendo uniformemente l'energia totale (radiazione, pressione ecc...e materia) fa sì che la sua quantità media globale vada considerata omogenea e invariante (almeno fino a che astronomicamente non si manifesti qualche dinamica aggiuntiva).
Fondamenti teorici dell'inflazione cosmica
E l'attenzione del lettore viene puntata sulle tematiche dell'energia del vuoto, energia oscura e Λ (costante cosmologica), per spiegare la dilatazione del cosmo e l'allontanamento reciproco dei suoi contenuti galattici, descrivendone sfaccettature, coincidenze e/o disuguaglianze delle suddette. A proposito nel 6º capitolo del libro si racconta la straordinaria intuizione di Steven Weinberg nel 1987Nella parte del capitolo titolata: "Un nuovo modo di pensare a una vecchia costante"., in merito alla forza repulsiva in grado di assolvere alla funzione di Λ, che lo portò a predirne l'esistenza e con un valore compatibile con quello riscontrato anni dopo dalle osservazioni astrofisiche. Il suo ragionamento fu una elaborazione del "Principio antropico", contando sulla presenza di tanti altri universi alternativi per un totale d'almeno "10124 valori diversi... Soltanto in questo caso si ha buona probabilità che ne esista uno con costante cosmologica che corrisponde alla nostra"A fine paragrafo di pg.195..
Energia gravitazionale repulsiva
In tale ottica al 3º capitolo ("Eternità e Infinito"), nel paragrafo "Campi quantistici e inflazione" focalizza l'intuizione di Alan Guth sui dettagli convergenti e divergenti di un campo uniforme producente pressione negativa e l'energia repulsiva gravitazionale, candidata alla primordiale espansione super-luminare. Premessa cruciale per capire l'avverarsi di questa dinamica inflazionistica è l'impostazione fisica relativistica che si discosta da quella newtoniana. La forza gravitazionale essendo frutto non solo della quantità di una sostanza ma pure dalla pressione che in essa o da essa si propaga, si dà che alcune volte tale pressione assuma valore negativo malgrado la massa che la esercita sia sempre da considerarsi positiva "...pensate a un elastico teso: le sue molecole non spingono verso l'esterno ma verso l'interno, esercitando quella che i fisici chiamano pressione negativa (o tensione)...".Da pg.59 di suddetto capitolo La spiegazione continua approdando nel 6° paragrafo (su citato) alla su detta intuizione esemplificata con l'esempio di una bottiglia di qualche liquido effervescente che stappandolo produce la consueta pressione verso l'esterno col profluvio di bollicine tramite cui fuoriesce l'energia interna al contenitore che esso sigillava (dunque il campo d'energia interno alla bottiglia non era completamente uniforme per questa spinta concentrata sul suo tappo), al contrario ora l'Autore invita a pensare "...un campo il cui valore è uniforme in tutta la bottiglia. In questo caso...facendo scivolare il tappo all'esterno fate sì che il campo abbia a disposizione un po' di volume in più da permeare all'interno della bottiglia. Poiché un campo uniforme ha la stessa intensità in ogni punto, maggiore è il volume riempito dal campo, maggiore è l'energia totale contenuta nella bottiglia."Pg.64 La conseguenza è che a differenza di prima l'espulsione del tappo aggiunge energia alla bottiglia invece di dissiparla. Ed è questa l'energia di pressione negativa che ci interessa poiché se di norma massa positiva e sua pressione altrettanto positiva generano la consueta gravità attrattiva nel caso in cui quest'ultima sia negativa la gravità risulterà repulsiva. Questa circostanza avrebbe garantito l'espansione cosmica inflazionaria qui affrontata. Meccanismo, secondo tanti approcci teorici, di cui nulla osta la ripetizione eterna entro regioni diverse ma della stessa estensione dimensionale che ci ospita.Greene continua questo paragrafo "Inflazione eterna" guidando il lettore attraverso le varie problematiche emergenti da tale processo espansivo.
Universo primordiale osservato
Riguardo all'epocale mappatura della radiazione di fondo: l'impronta fossile dell'universo (ancora nella sua calda fase formativa) ricavata dalle sue residue microonde captate dal COBE e più recentemente dal Planck, ne marca i segni distintivi implicanti l'espansione spaziale inflattiva a cui con preferenza lega il filo conduttore delle sue pagine.