L’universo ha un “pulsante per l’autodistruzione”, afferma Stephen Hawking

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Suona come la trama di un film di fantascienza, ma si tratta di una teoria originatasi da una delle più grandi scoperte della fisica moderna, ovvero la scoperta della “particella di Dio”, il bosone di Higgs. Il bosone di Higgs è considerato il pezzo mancante al modello standard della fisica delle particelle; nella prefazione del suo libro “Starmus”, Stephen Hawking mette in guardia del fatto che, se mai il campo del Bosone di Higgs dovesse collassare, darebbe origine ad una reazione a catena capace di trascinare l’intero universo con essa.

Il fisico teorico Joseph Lykken (che lavora usando un acceleratore di particelle al Laboratorio Fermi di Batavia, Illinois) afferma che ci potrebbero volere miliardi di anni prima di raggiungere le condizioni per la reazione.

Se accadesse, tuttavia, non ce ne accorgeremmo neanche. In un istante noi, la Terra, e l’intero universo verremmo risucchiati in un’enorme bolla di vuoto, viaggiando alla velocità della luce in ogni direzione. L’umanità non potrebbe fare nulla per prevenire una cosa del genere, ovviamente.

Peter Higgs e i suoi colleghi teorizzarono l’esistenza del Bosone di Higgs nel 1964. La particella fu finalmente scoperta dal Large Hadron Collider, acceleratore di particelle al CERN di Ginevra (Svizzera), nel 2012.

Con l’aggiunta di quest’ultimo pezzo mancante, fu confermata la validità del modello standard che spiega 3 delle 4 forze fondamentali della natura: elettromagnetica, forte, e debole; la massa del Bosone è fissata a 126 miliardi di electron volt, e questo vuol dire che è 126 volte più grande di quella di un protone.

Si tratta della massa minima per mantenere uno stato di stabilità nel bosone di Higgs.

Ogni cosa nell’universo contiene una determinata quantità di energia; ogni cosa, inoltre, rispetta il cosiddetto principio di stabilità. Qualsiasi elemento “vuole” diventare stabile.

Per raggiungere la stabilità, deve contenere la minor quantità possibile di energia: quando qualcosa ha un elevato livello di energia, diventa instabile, e si attiva per liberarsi di questo eccesso di energia in vari modi (per recuperare la stabilità).

Qualsiasi particella nota tende a muoversi verso uno stato di bassa energia, ma il bosone di Higgs potrebbe costituire un’eccezione.

Questa particella contiene energia potenziale di cui non può liberarsi; l’instabilità può essere assorbita, fino ad un certo punto, dal campo quantistico in cui è situata.

Cos’è un campo quantistico? Il campo quantistico è una teoria che mette da parte il concetto di singola particella, per vedere il tutto come un unico “campo”, in cui la presenza delle particelle assume il significato di stato eccitato di un punto del campo.

Tornando al concetto precedente, il Bosone di Higgs è instabile, e il campo quantistico in cui è situato può assorbire la sua energia extra fino ad un certo punto, arginando la stabilità.

Ad un certo punto, tuttavia, il campo non sarà più in grado di assorbire l’energia in eccesso, vacillando ed innescando la famosa reazione a catena in grado di trascinare con sé l’intero universo. Ci si riferisce a questa reazione come “decadimento del falso vuoto”, nella teoria quantistica dei campi.

Nel libro Hawking riporta che, quando questo succederà, il campo di Higgs ad alta energia inizierà a muoversi rapidamente consumando ogni cosa ad un basso stato di energia (e quindi qualsiasi cosa esistente). Si formerebbe una “bolla di vuoto” capace di trasformare ogni cosa che incontra in idrogeno.

Quando potrebbe accadere?

Il prof. Lykken ritiene che ci vorranno miliardi di anni. “Non conosciamo principi fisici per cui potrebbe accadere prima” ha affermato.

I fisici dell’università della Danimarca del Sud, tuttavia, si sono occupati della teoria in un articolo pubblicato sulla rivista “High Energy Physics”, e sono meno ottimisti. Secondo i loro studi, la reazione a catena potrebbe verificarsi in qualunque momento.

In ogni caso, sembra che vi siano altre forze associate al campo di Higgs che potrebbero influenzarlo in modi sconosciuti.

La materia oscura per esempio, ovvero la misteriosa sostanza di cui potrebbe essere costituito anche il 27% dell’universo, potrebbe interagire con il campo di Higgs.  Recentemente, tuttavia, un team di ricercatori mise in dubbio la reale esistenza della materia oscura.

Un’altra teoria potrebbe essere per noi rassicurante. Secondo la teoria della supersimmetria, ogni particella esistente ha un suo opposto, e questo aiuta a mantenere stabile l’universo.

Forse il Bosone di Higgs potrebbe anch’esso avere un gemello in grado di tenerci al sicuro, ma nessuno può dirlo con certezza.

Cosa ci sarebbe dopo la distruzione?

Dopo la spaventosa reazione a catena, resterebbe un’enorme sfera densissima, dura, e con temperature enormi. Alcuni astrofisici ritengono che questo fosse l’aspetto dell’universo prima del Big Bang; il campo di Higgs potrebbe essersi formato subito dopo il Big Bang, e potrebbe essere la forza che cancella l’universo periodicamente, obbligando qualsiasi cosa a ricominciare da capo.

Una bomba ad orologeria posta nell’universo, insomma.

Non finisce qui

Il campo di Higgs non è l’unica teoria che prevede la distruzione di ogni cosa; un’altra è la teoria del Big Crunch, che sarebbe l’opposto del Big Bang.

Il Big Bang afferma che l’universo si sia formato da un’espansione di materiale super denso, in tutte le direzioni; il Big Crunch teorizza che questo movimento possa un giorno invertirsi, riportando ogni cosa alle condizioni originali.

Quindi, anche se riuscissimo a scappare su qualche pianeta prima che il Sole distrugga la Terra tra 4 miliardi di anni, diventando una specie intergalattica, nulla potremmo di fronte al collasso dell’universo per mano di queste forze misteriose.

In quest’ottica, l’unico modo che l’uomo avrebbe per sopravvivere sarebbe… cambiare universo. E questo comporterebbe la veridicità della teoria del multiverso, e la sua reale esistenza.

Tuttavia, anche se venissimo distrutti dal Big Crunch o dalla reazione a catena descritta, è interessante riflettere sul fatto che probabilmente, dopo la distruzione, avverrebbe un altro Big Bang, formando un nuovo universo.

Se questo è vero e plausibile, quante volte si è già verificato questo fenomeno? E la storia si ripeterebbe esattamente allo stesso modo, o sarebbe un universo completamente diverso?

E’ importante ricordare, in ogni caso, che tutta questa speculazione è nell’ambito della fisica teorica, e che l’universo potrebbe ospitare chissà quali altre particelle e principi, in grado di ribaltare queste teorie completamente.

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