Il cosmologo Thomas Hertog e Steven Hawking hanno studiato l’origine dell’universo

Cinque anni dopo la morte del fisico teorico Stephen Hawking, viene pubblicato un libro del cosmologo belga Thomas Hertog sull’ultima teoria di Hawking sull’origine dell’universo, che hanno sviluppato insieme. “Le sue ultime parole per me sono state che era tempo per un nuovo libro.”

Da giovane studente, Thomas Hertog si è trasferito a Cambridge negli anni ’90 per immergersi nella cosmologia. “Ero affascinato dalle grandi questioni filosofiche e dall’idea che si potessero studiare dalla fisica”, dice. “La maggior parte dei miei professori all’epoca non se ne preoccupava, erano al sicuro nei loro laboratori o attaccati ai loro calcoli tecnici, ma Hawking era completamente diverso. Abbiamo subito cliccato e non ci siamo mai lasciati andare.

La grande domanda in cui è rimasta bloccata è stata: come è possibile che il big bang abbia creato un universo in cui la vita è possibile? Hawking si è persino sforzato di rispondere a questa domanda nei suoi ultimi anni, quando riusciva a malapena a comunicare a causa della SLA, dice Hertog.

Come è iniziata la tua ricerca sull’origine del nostro universo?

“Alla fine degli anni ’90, prevaleva l’idea di vivere in un multiverso. Secondo questa teoria, il nostro universo non è solo. Ci sarebbero anche molti altri universi. E il nostro universo sembra avere le proprietà giuste per la vita. Stephen è stato probabilmente uno dei primi a rendersi conto che con il pensiero multiverso saresti rimasto coinvolto nei paradossi e nell’imprevedibilità e alla fine non avresti potuto avere solide basi scientifiche. Ma nemmeno aveva subito un’alternativa.

La situazione è cambiata negli anni successivi al 2002. Mentre Hertog era in viaggio con sua moglie quell’estate lungo una delle Vie della Seta verso l’Asia centrale, improvvisamente ricevette un’e-mail da Hawking che lo invitava a venire a Cambridge. Hertog se ne andò immediatamente. “Quando sono tornato, Stephen ha quasi subito detto: ‘Ho cambiato idea. Breve storia del tempo [Hawking’s bestseller uit 1988] è scritto dal punto di vista sbagliato.

I fisici guardano dalla prospettiva degli dei, dall’esterno

Un cattivo punto di vista?

“Ciò che caratterizza tutta la fisica, compreso il multiverso, è che i fisici cercano di collocarsi al di fuori del sistema che stanno studiando. Guardano dal punto di vista degli dei, dall’esterno. Va bene per un esperimento di laboratorio. Ma ovviamente non va bene se studi l’universo, perché è lì che ci troviamo dentro. Ma come possiamo abbandonare questo sguardo esterno che abbiamo usato per secoli? Come costruire la cosmologia dall’interno? Stephen e io abbiamo trovato la nostra ispirazione nella teoria quantistica, che descrive il comportamento delle particelle più piccole. Nella meccanica quantistica, sappiamo che influenzi un sistema quando lo osservi. L’osservatore è così incorporato nella teoria. Abbiamo imparato a guardare l’universo con questa visione quantistica, e poi ottieni una prospettiva sulla cosmologia dall’interno. È un enorme cambiamento.

Hawking ha abbandonato facilmente la sua vecchia prospettiva?

“Sì. Dovremmo ammirarlo per questo. La sua passione per la cosmologia e la sua curiosità erano più grandi del suo ego – e il suo ego era già grande. Mi ci sono voluti mesi. In parte perché ci siamo trovati in una specie di terra di nessuno matematica La prospettiva doveva essere integrata in un nuovo modello matematico in modo da poterci lavorare.Questo è riuscito solo dopo anni, grazie alla scoperta di quella che viene chiamata olografia, che colma il divario tra la teoria quantistica e la teoria della relatività di Einstein. risultato, abbiamo reclutato anche altri fisici.

Le leggi della natura sono apparse passo dopo passo subito dopo il big bang

Cos’è l’olografia?

“Con un normale ologramma, un’immagine tridimensionale appare su uno schermo bidimensionale. Questa schermata contiene tutte le informazioni relative all’oggetto tridimensionale. Nella fisica teorica, il collegamento tra quantistica e relatività funziona allo stesso modo: la teoria quantistica è su uno schermo, per così dire. La visione quantistica è come un ologramma da cui appare la nostra realtà familiare con il tempo, lo spazio e la gravità. In circostanze estreme, per esempio nei buchi neri, dove la teoria della relatività non si applica più, viene in primo piano la descrizione quantistica olografica. Hawking e io abbiamo usato l’olografia per approfondire la nostra visione quantistica del Big Bang.

Cosa significa questo per la tua teoria?

“Diciamo: il big bang è stato un ologramma. La dimensione che scompare sullo “schermo” è quella del tempo. Con il big bang, bisogna credere alla tua nozione di causalità. Evapora anche la questione di cosa fosse prima del big bang e anche se prima ci fossero leggi della natura.

Allora da dove vengono le leggi della natura?

“Sono apparsi poco a poco subito dopo il big bang, come l’evoluzione biologica descritta da Charles Darwin. Come l’albero genealogico della vita, anche l’albero delle leggi naturali è il risultato di una sorta di evoluzione darwiniana accompagnata da molte coincidenze. Una “teoria evolutiva della fisica”, per così dire, in cui le osservazioni quantistiche assicuravano la selezione nell’universo primordiale. L’universo si è osservato e ha così modellato la propria storia con le leggi che l’accompagnano.

Stephen pensava già che avessi scritto la nostra teoria con troppa attenzione in quell’ultimo articolo.

L’ultimo articolo che hai scritto con Hawking su questo argomento, uscito poco dopo la sua morte, parla di universi multipli. L’obiettivo non era allontanarsi dal multiverso?

“Stephen pensava già che avessi scritto la nostra teoria con troppa attenzione in questo ultimo articolo. Ora che ci ho pensato più attentamente, sono giunto alla conclusione che, secondo la teoria, altri universi sono assorbiti dall’incertezza quantistica. Con ciò , il multiverso scompare.Questo è esattamente ciò che Hawking mi ha detto prima di morire: non sono mai stato un fan del multiverso.

“Le implicazioni più ampie della teoria per la nostra visione del mondo si sono cristallizzate nella stesura di questo libro. Non è quindi solo una traduzione del nostro lavoro teorico. Ne svela un’altra dimensione. Questo messaggio più ampio, che il pensiero evoluzionista darwiniano emerge anche dalla cosmologia , non sono riuscito a farlo passare sui giornali di fisica. Sull’origine del tempo è un cenno a Darwin Sull’origine delle specie.”

Ci sono ancora grandi domande a cui stai cercando una risposta?

“Ora vorrei soffermarmi meno sulle grandi questioni e più sull’affinamento dei contorni che abbiamo tracciato. Non vedo l’ora di sviluppare ulteriormente la traduzione olografica in cosmologia. Inoltre, abbiamo bisogno di trovare osservazioni per testare questa idea: fossili di questa primissima fase. C’è del lavoro da fare”.