Carenza di modelli alternativi al Big Bang

Credito immagine: Rick Bolin, tramite Flickr (ritagliato).

La fisica teorica Sabine Hossenfelder ha recentemente pubblicato un video molto istruttivo chiedendo “Il Big Bang è accaduto?” Spiega perché le teorie alternative al modello del Big Bang non riescono a spiegare meglio i dati cosmologici. Afferma anche involontariamente l’argomento della messa a punto del design nell’universo.

Successo della teoria del Big Bang

Hossenfelder inizia riassumendo le prove della cosmologia del Big Bang basata sulla teoria della relatività di Einstein e sull’espansione osservata dello spazio. Spiega anche perché i dettagli esatti dell’universo primordiale rimangono un mistero. I cosmologi hanno una comprensione limitata della fisica di questo periodo in cui l’energia delle particelle superava quella che poteva generare il Large Hadron Collider del CERN. Inoltre, chiarire la dinamica della prima epoca dell’universo richiede una teoria della gravità quantistica, che attualmente non esiste.

Nonostante queste limitazioni, la teoria del Big Bang rappresenta il miglior modello poiché è fondata sulla relatività generale e la teoria di Einstein è supportata da numerose prove osservative come la curvatura della luce attorno alle stelle. Inoltre, il modello standard (cioè il modello del Big Bang con una costante cosmologica e materia oscura fredda) prevede molte osservazioni come lo sfondo cosmico a microonde ei filamenti galattici utilizzando semplici condizioni iniziali. Si presume che lo stato iniziale dell’universo approssimi una distribuzione uniforme di massa-energia.

Il modello standard fornisce quindi una spiegazione “semplice” dello stato attuale dell’universo poiché richiede poche variabili. Questi includono le variabili nelle equazioni relativamente semplici per l’espansione dell’universo, la densità di massa-energia iniziale e il tasso di espansione iniziale.

Carenza di altri modelli

Hossenfelder fornisce quindi un’esposizione profondamente perspicace sull’inferiorità di altri modelli. Tutti gli altri modelli si basano su equazioni diverse per la dinamica dell’universo primordiale. Ma queste equazioni possono generare il nostro stato attuale solo scegliendo condizioni iniziali molto più complesse:

…Le equazioni di Einstein insieme ai loro valori iniziali nell’universo primordiale forniscono una semplice spiegazione per le osservazioni che facciamo oggi. Quando dico semplice, intendo semplice in modo quantitativo, hai bisogno di pochi numeri per specificare. Se utilizzassi un’equazione diversa, lo stato iniziale sarebbe più difficile. Dovresti inserire più numeri. E la teoria non spiegherebbe molto.

Il problema chiave è che quasi ogni insieme di equazioni potrebbe fornire lo stato attuale dell’universo con la giusta scelta delle condizioni iniziali. Ma né le equazioni alla base della teoria né le condizioni iniziali possono essere verificate in modo indipendente. E le teorie alternative non forniscono alcuna conoscenza aggiuntiva. Hossenfelder riassume come segue:

E poi hanno anche bisogno di uno stato iniziale diverso, quindi potresti non trovare più un Big Bang. Come ho detto prima, puoi sempre farlo, perché per qualsiasi legge evolutiva ci sarà uno stato iniziale che ti darà la giusta previsione per oggi. Il problema è che questo rende più complicata una semplice spiegazione, quindi queste teorie non sono scientificamente giustificate. Non migliorano il potere esplicativo del modello cosmologico standard. Un altro modo per dirlo è che tutte quelle idee complicate su come è iniziato l’universo non sono necessarie per spiegare ciò che osserviamo.

L’ipotesi di Dio

Hossenfelder elenca diverse teorie che rientrano nella sua critica, tra cui il cosmo ciclico di Penrose, l’universo ekpirotico che postula la collisione di membrane e la proposta senza confini di Jim Hartle e Stephen Hawking. Stephen Meyer ha anche criticato queste teorie nel suo libro Ipotesi del ritorno del dio. Ma Meyer è giunto a conclusioni completamente diverse.

Hossenfelder conclude che “siamo di fronte ai limiti della scienza stessa”. E la domanda sull’origine dell’universo “non saremo mai in grado di rispondere”. Al contrario, Meyer sostiene che le prove di un inizio e la necessaria messa a punto dell’universo per supportare la vita indicano una mente dietro il nostro mondo. Il fatto che tutte le teorie cosmologiche alternative richiedano condizioni iniziali altamente specifiche per spiegare il nostro presente universo favorevole alla vita non fa che rafforzare l’argomento della messa a punto e, per estensione, l’ipotesi di Dio.

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