Iperspazio e universi interconnessi, la fisica spiegata in modo semplice
Fisica dell'incredibile
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Che cos'è l'iper-spazio? Una delle ultime teorie della fisica spiegata in modo semplice: dai cunicoli spazio-temporali agli universi iperconnessi, è tutto collegato? Estratto dal libro Iperspazio di Michio Kaku
Redazione - Scienza e Conoscenza - 04/01/2019
Estratto dal libro Iperspazio di Michio Kaku
La teoria dell’iperspazio ha risollevato un vecchio interrogativo, e cioè se tale teoria possa essere impiegata per compiere viaggi attraverso lo spazio-tempo.
Per meglio analizzare tale concetto, proviamo a immaginare che una specie di minuscoli platelminti viva sulla superficie di una grossa mela. Ovviamente questi vermetti sono più che certi che il loro pianeta, che chiameremo “Mondomela”, sia piatto e bidimensionale, proprio come loro. Ma c’è però uno di questi esserini, di nome Colombo, che è ossessionato dall’idea che il Mondomela sia in qualche modo limitato e curvo in virtù di una ipotetica terza dimensione. Giunge così a formulare l’idea che esistano due nuove parole, alto e basso, e se ne serve per descrivere il movimento di quella, altrimenti invisibile, terza dimensione. I suoi amici pensano semplicemente che sia ammattito, perché l’idea che Mondomela possa essere curvato da qualcosa che non può neppure essere visto è davvero bizzarra. Ma un bel giorno Colombo decide di intraprendere un lungo e arduo viaggio e ben presto scompare oltre l’orizzonte. Alla fine ritorna al punto di partenza, dimostrando così che il suo mondo è davvero curvato da una terza dimensione, una dimensione superiore e invisibile. Sebbene sfinito da quell’impresa, Colombo riesce egualmente a scoprire che c’è un altro modo di viaggiare da un punto all’altro del Mondomela: scavando la superficie si può infatti ricavare una galleria, tracciando così una scorciatoia tra due punti altrimenti lontanissimi. Questa galleria, capace di ridurre considerevolmente la durata e il disagio del viaggio, viene infine battezzata “cunicolo spazio-temporale”.
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Si tratta della dimostrazione concreta che la via più breve tra due punti non è necessariamente una linea retta, come si era sempre creduto, ma proprio il cunicolo spaziotemporale. Tuttavia il viaggio all’interno di questi cunicoli ha uno strano effetto: quando Colombo li percorre sbucando dall’altra parte di Mondomela, si rende conto che ha anche viaggiato nel tempo, tornando al passato.
Apparentemente i cunicoli mettono in contatto punti del pianeta caratterizzati da una diversa scansione del tempo. Qualche altro vermetto giunge a ipotizzare che i cunicoli possano essere modellati, fino a realizzare una vera e propria macchina del tempo. Poco tempo dopo, Colombo fa un’altra scoperta, ancor più sconvolgente: il suo Mondomela non è l’unico dell’universo. Non è che una delle tante mele di un immenso frutteto. La sua mela coesiste con centinaia di altre mele, alcune abitate da vermetti simili alla sua razza, altre inabitate. Forse, ipotizza Colombo, in certe particolari circostanze potrebbe essere possibile viaggiare da una mela all’altra, da un capo all’altro del frutteto. Noi esseri umani siamo come i vermetti sulla mela. Il comune buon senso ci suggerisce che il nostro mondo, come la loro mela, sia piatto e tridimensionale. Possiamo raggiungere lo spazio con le nostre navicelle, ma l’universo continua a sembrare piatto. Tuttavia, come è stato dimostrato attraverso una serie di rigorosi esperimenti scientifici, il nostro universo, proprio come l’ipotetico Mondomela, è curvato da una dimensione invisibile, che va al di là della nostra comprensione spaziale. Questi esperimenti, che hanno avuto come oggetto i fasci di luce, hanno infatti dimostrato che la luce delle stelle viene chiaramente curvata durante il suo viaggio nello spazio.
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Universi multipli e interconnessi
Quando la mattina ci svegliamo e apriamo la finestra per lasciar entrare un po’ d’aria fresca, ci aspettiamo di vedere il cortile a cui siamo così affezionati. Non ci aspettiamo di certo di affacciarci sulle imponenti piramidi d’Egitto! Analogamente, aprendo la porta di casa siamo certi di trovarci di fronte al consueto passaggio di autoveicoli, e saremmo senz’altro sconvolti se dovessimo vedere un paesaggio lunare, una brulla distesa di crateri e vulcani spenti. In realtà non ci passa mai per la mente di poterci trovare al cospetto di qualcosa di terribilmente diverso da ciò che siamo abituati a vedere. Il nostro mondo, fortunatamente, non è come un film di Steven Spielberg. Tutto il nostro agire si basa su un pregiudizio ben radicato (e invariabilmente corretto), giacché abbiamo imparato che il nostro mondo è basato su connessioni semplici, cioè che le nostre porte e le nostre finestre non sono cunicoli spazio-temporali che si affacciano su altri universi sconosciuti. Nello spazio ordinario è sempre possibile stringere un cappio attorno a un preciso punto. Quando ciò è possibile, si dice che quello spazio è dotato di una connessione semplice. Ma se proviamo a stringere quello stesso cappio attorno all’entrata di un cunicolo spazio-temporale, vedremo che il cappio, invece di chiudersi, penetra il cunicolo. Uno spazio nel quale il cappio non può essere stretto è caratterizzato da una connessione multipla. Sebbene la curvatura dell’universo in una dimensione non visibile sia già stata misurata sperimentalmente, l’esistenza dei cunicoli spazio-temporali e l’eventualità che l’universo sia dotato di connessioni multiple è tuttora oggetto di una intensa controversia scientifica.
I matematici, a partire da Georg Bernhard Riemann, hanno studiato le proprietà degli spazi dotati di connessioni multiple, in cui diverse regioni dello spazio e del tempo si trovano a combaciare. I fisici, dal canto loro, fino a un certo punto hanno continuato a pensare che si trattasse di una semplice esercitazione dell’intelletto; oggi stanno anch’essi studiando i mondi interconnessi al fine di potersi rendere conto se possono rappresentare un valido modello per il nostro universo. Tali canovacci sono un po’ l’equivalente scientifico dello specchio di Alice. Quando il Bianconiglio del racconto di Lewis Carroll precipita nella sua tana e si ritrova nel Paese delle Meraviglie, in realtà attraversa un cunicolo spazio-temporale.
