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Impariamo assieme: il decadimento del falso vuoto

Falso vuoto o fine del mondo? Benjamin Shlaer ci racconta l'evento cosmico che potrebbe far collassare l'universo in un battito d'ali.

Illustrazione Di Kamran Samimi Ecco cosa vedrebbe Dio se nell’universo si formasse una bolla di falso vuoto distaccatasi dal mondo “reale”. Più chiaro di così… Un falso vuoto è una regione di spazio apparentemente stabile che in realtà potrebbe (teoricamente) collassare all’istante, trasformando gli abitanti del vuoto (noi) in nuvole di particelle infinitesimali prima ancora di finire questa fras… Ah ah, sto scherzando. Ma Benjamin Shlaer no. Benjamin Shlaer è ricercatore presso il Tufts Institute of Cosmology e conosce profondamente il decadimento del falso vuoto. Per questo abbiamo pensato che sarebbe stato perfetto per spiegare perché il nostro universo non sia ancora andato in pez… Ah! Ci siete cascati di nuovo! Ragazzi, è stato fin troppo facile. Il decadimento di un falso vuoto è l’estensione di una teoria nota in chimica e in fisica della materia, applicabile alle diverse “transizioni” di uno spazio vuoto, le cui fasi vengono appunto chiamate “vuoti”. Anche il processo di ebollizione che converte l’acqua in vapore interessa uno spazio vuoto. Proprio come quando si fa bollire l’acqua e sul fondo della pentola si formano piccole bolle fluttuanti, ovunque andiamo dovremmo aspettarci di vedere piccole “bolle” di vuoto. La tunnellizzazione è il processo attraverso cui queste bolle (che riteniamo essere sempre presenti in dimensioni ridotte) si trasformano, di rado, in oggetti più grandi. Sia ben chiaro, si parla di grandezze misurabili in fisica nucleare. Piccole in termini convenzionali, ma abbastanza grandi da permettere che rotondità e tensione superficiale le rendano stabili. Per procedere nel processo di tunnellizazione, le bolle prendono in prestito energia. Come? Non si sa, non v’è traccia di un apparente consumo energetico, ma si tratta di un “prestito” quanto-meccanico. Quelle in oggetto potrebbero anche essere definite bolle critiche, in quanto sviluppatesi in un processo di tunnelizzazione modificatosi nel tempo. Una bolla critica è molto più grande delle altre bolle che, inermi, non possono che implodere. L’ipotesi è che di tanto in tanto appaiano nuove bolle capaci di raggiungere dimensioni “enormi” e di lasciarsi alle spalle un vuoto alternativo, o, in altre parole, un diverso tipo di spazio. Se ciò accadesse, si avrebbero un costrutto fisico-naturale “altro” rispetto a quello attuale e un nuovo insieme di leggi fisiche. Certe cose, come il valore della carica degli elettroni o i tipi di particelle esistenti, sarebbero così soggette a cambiamenti improvvisi. L’universo insomma crollerebbe o, quantomeno, vedrebbe mutare drasticamente le leggi fisiche che l’hanno ordinato fino a quel momento. L’unica certezza sarebbe il cambiamento di densità dell’energia del vuoto. Una teoria sostiene che in realtà questo sia già accaduto e che ciò che noi chiamiamo universo non sia altro che l’attuale stato di energia più basso del vuoto. Se una cosa del genere si verificasse nuovamente, il risultato sarebbe la nascita di un nuovo vuoto, una crisi inimmaginabile e il collasso dell’intero universo. Come apparirebbe? Be’, in primo luogo comparirebbe una bolla, da qualche parte, ampliatasi nel tempo, pronta a colpirci in tutta fretta, praticamente alla velocità della luce. A quel punto ci ritroveremmo al di là di un muro caratterizzato da nuove e ignote leggi fisiche. La chimica stessa potrebbe non essere più in grado di tenere assieme i nostri corpi. Anche se, una volta attraversata la bolla, le leggi che governano quel particolare stato di materia non si rivelassero poi così diverse da quelle attuali, e noi fossimo ancora interi, tutto quel che è fisico sarebbe soggetto a un’intensa attrazione gravitazionale, portando a collidere il nostro mondo, la materia e le galassie dell’intero universo. Una vera catastrofe. Non c’è niente di male nel temere l’instabilità del nostro vuoto. Ma non c’è motivo di andare nel panico, poiché un processo simile richiederebbe talmente tanto tempo da non interessarci. In teoria, un’instabilità del genere potrebbe essere in atto anche ora. Eppure noi non potremmo vederla, perché le tempistiche non ci consentirebbero di osservarne la crescita. Ma potrebbe, in linea di principio, accadere proprio davanti ai nostri occhi. Per ipotesi, in un caso simile, le regioni di spazio interessate potrebbero essere più d’una. A quel punto, a separarle, si formerebbe quel che noi chiamiamo un “muro di dominio”: in pratica un muro-bolla, ipoteticamente definito dall’accelerazione dei vuoti. Se così fosse, superando questo muro-bolla si attraverserebbero più vuoti contemporaneamente. Sfortunatamente, la rapida accelerazione ne impedirebbe un qualunque attraversamento. In linea teorica, tuttavia, se si trattasse di un muro lentamente accelerato, con ad esempio due vuoti della medesima intensità energetica, si potrebbe procedere a verificarne la composizione. Ma per farlo bisognerebbe essere certi della presenza di leggi simili da entrambi i lati, o, in alternativa, prepararsi ad attraversare un vuoto privo di protoni o elettroni stabili, ritrovandosi trasformati in piccole particelle infinitesimali: un modo come un altro per andare in pensione.