Per questi fisici le domande fondamentali sulla vita e l'universo sono 42

Per questi fisici le domande fondamentali sulla vita e l'universo sono 42

Due fisici, Roland Allen (Texas A&M) e Suzy Lindstrom (Università di Uppsala) hanno raccolto 42 domande fondamentali sulla vita, sull’universo e i più grandi misteri della fisica. Hanno provato a spiegare queste domande, e, quando possibile, a rispondere in modo divulgativo. Il tutto in un lungo paper consultabile online.

I due fisici hanno omaggiato Guida galattica per gli autostoppisti, il folle e umoristico ciclo di libri di Douglas Adams—e il film che ne è stato tratto—in cui il protagonista Arthur Dent è accompagnato in assurdi viaggi spaziali da un libro intitolato, appunto, “Guida galattica per gli autostoppisti”.

In Guida Galattica, il supercomputer Pensiero Profondo—costruito da esseri iperintelligenti di un’altra dimensione—si prende più di 7 milioni di anni per elaborare la risposta alla “domanda fondamentale sulla vita, l’universo e tutto quanto “. Ma la risposta sarà: “42”. Responso certamente corretto, afferma il computer: il problema è semmai che gli esseri umani non sanno ancora quali sono le domande fondamentali sulla vita e l’universo.

Gli autori del paper sono convinti che la comica risposta, 42, sia il numero di domande fondamentali a cui è necessario rispondere “se si vuole percorrere la strada verso l’illuminazione”.

Le “domande fondamentali” sulla vita e l’universo

Ecco alcune domande, di cui trascriviamo in estrema sintesi la risposta dei due fisici. L’elenco completo nell’ultimo paragrafo.

Cos’è la “materia oscura”?

Le osservazioni di Fritz Zwicky e Vera Rubin, negli anni ’30 e ’70 del secolo scorso, sono state fondamentali per la scoperta di un altro componente della massa gravitazionale delle galassie, non luminosa, invisibile, abbondante. La cosiddetta materia oscura. La cui esistenza oggi parrebbe confermata da ulteriori osservazioni. Tuttavia, non è ancora possibile certificare questa “massa mancante” e dire di cosa è fatta. Forse di particelle di tipo WIMP. Fra le molte particelle elementari ipotizzate ci sono il neutralino e l’assione.

Quali sono le origini e il destino dell’universo?

Molti i misteri sull’origine dell’universo, compreso questo: c’è stata un’origine? Inoltre: perché il livello di entropia era così sorprendentemente basso, permettendoci di definire il futuro come la direzione in cui l’entropia aumenta? Infine: prima dell’inizio del nostro universo cosa c’era, ammesso che ci fosse qualcosa?

Per quanto riguarda il “destino” del cosmo, sappiamo che l’accelerazione cosmica provoca l’allontanamento reciproco delle galassie. Tra le varie previsioni speculative, una delle più affascinanti è quella del Big Rip, lo sbrindellamento definitivo di materia ed energia che si dissolveranno, a causa di un ammontare di energia oscura al di sopra di un dato valore.

Quanta vita c’è nell’universo?

Negli ultimi vent’anni sono stati scoperti migliaia di esopianeti: alcuni “ospitali”. Il che suggerisce che la vita dovrebbe essere abbondante, considerando i miliardi di galassie—e i miliardi di stelle in ciascuna di esse. Considerando pure i miliardi di anni trascorsi prima della nascita del sistema solare, siamo trasportati verso la domanda del Paradosso di Enrico Fermi:

Se l’universo e la nostra galassia pullulano di civiltà sviluppate, dove sono tutti quanti?

Le possibili risposte sono molte (compresa questa: forme di vita super-intelligenti evitano il contatto con forme inferiori), ed è possibile che la vita intelligente sia, semplicemente, rarissima. Per ora, comunque, prove dell’esistenza di vita nella galassia non ne abbiamo. Siamo soli?

Possiamo comprendere e curare le malattie che affliggono la vita?

La “varietà” biologica degli organismi appare ancora complessa in modo stupefacente, sebbene molte vie siano state “mappate”. La domanda, nella versione lunga, suona così: fino a che punto è possibile comprendere l’origine  dell’invecchiamento e delle malattie (considerando anche che, ad esempio, non esistono due corpi umani identici), e come possono quelle essere prevenute e curate? L’impresa è esclusivamente “empirica”, o la biologia dei sistemi può fornire un contributo determinante?

Tutte le 42 domande fondamentali sulla vita e l’universo

Ti rimandiamo al paper originale per le risposte lunghe di Allen e Lindstrom. A questo articolo di Motherboard, invece, per le risposte brevi.

  1. Perché la fisica convenzionale predice una costante cosmologica decisamente troppo ampia?
  2. Che cos’è l’energia oscura?
  3. Come si riconcilia la gravità di Einstein con la meccanica quantistica?
  4. Qual è l’origine dell’entropia e della temperatura dei buchi neri?
  5. Le informazioni si perdono in un buco nero?
  6. L’universo ha attraversato una fase di inflazione?
  7. Perché la materia esiste ancora?
  8. Che cos’è la materia oscura?
  9. Perché le particelle di materia ordinaria si riproducono due volte ad alte energie?
  10. Qual è l’origine delle masse di particelle e che tipo di massa ha un neutrino?
  11. Esiste la supersimmetria e perché le energie delle particelle osservate sono così piccole rispetto alla scala energetica fondamentale (Planck)?
  12. Che cos’è la Teoria della grande unificazione?
  13. La relatività di Einstein e il Modello Standard sono sempre validi?
  14. Il nostro universo è stabile?
  15. I quark sono sempre confinati nelle particelle che compongono?
  16. Quali sono i diagrammi di fase completi per i sistemi con forze non triviali, come la forza nucleare forte?
  17. Quali particelle restano da scoprire?
  18. Quali nuovi oggetti astrofisici potremmo scoprire?
  19. Quali forme di superconduttività e superfluidità potremmo scoprire?
  20. Quali fasi topologiche restano da scoprire?
  21. Quali proprietà restano da scoprire nei materiali elettronici altamente correlati?
  22. Quali nuove fasi e forme della materia restano da scoprire?
  23. Qual è il futuro del calcolo quantistico, dell’informazione quantistica e delle altre applicazioni dell’Entanglement?
  24. Qual è il futuro dell’ottica e della fotonica quantistica?
  25. Esistono dimensioni superiori?
  26. Esiste un multiverso?
  27. Esistono caratteristiche esotiche nella geometria dello spaziotempo?
  28. Come si è originato l’universo e quale destino lo attende?
  29. Qual è l’origine dello spaziotempo, perché lo spaziotempo ha quattro dimensioni e perché il tempo è diverso nello spazio?
  30. Cosa spiega la relatività e la gravità di Einstein?
  31. Perché tutte le forze hanno la forma di teoria di gauge?
  32. Perché la natura è descritta dai campi quantistici?
  33. La fisica è coerente da un punto di vista matematico?
  34.  Qual è la connessione tra il formalismo della fisica e la realtà dell’esperienza umana?
  35. Quali sono i limiti ultimi delle tecniche teoriche, di calcolo, sperimentali e osservative?
  36. Quali sono i limiti ultimi di chimica, fisica applicata e tecnologia?
  37. Che cos’è la vita?
  38. Come ha avuto inizio la vita sulla Terra?
  39. Quanta vita c’è nell’universo?
  40. Come fa la vita a risolvere problemi di una complessità apparentemente impossibile?
  41. Possiamo comprendere e curare le malattie che colpiscono la vita?
  42. Che cos’è la coscienza?

Immagine: Copertina