The Multiverse Handbook- III

The Multiverse Handbook

Una piccola guida al multiverso – Parte III

Nella Parte precedente avevamo affermato che entrambe le alternative proponibili come migliore spiegazione scientifica al “fine-tuning” cosmologico (NECESSITÀ e CASO) sono, con ogni probabilità, epistemologicamente insostenibili.

Cominciamo dalla NECESSITÀ, ossia dall’ipotesi che i valori precisi delle costanti universali non possano essere diversi da quelli che osserviamo: il che equivale a dire che non è possibile un universo ostile alla vita. Ciò, tuttavia, è falso. Da quanto abbiamo visto, infatti, un universo inadatto ad accogliere la vita sarebbe di gran lunga più probabile; e per quanto ne sappiamo le costanti fondamentali non sono determinate da qualche legge della fisica. Allo stato attuale della conoscenza scientifica, dunque, non vi è ragione di ritenere il “fine-tuning” necessario. D’altra parte, è pur sempre possibile sperare in una futura “Teoria del Tutto” che spiegherà perché le costanti fondamentali abbiano esattamente i valori osservati. Tale convinzione, come è ovvio, è tuttavia epistemologicamente giustificabile solo in senso probabilistico, e di per sé non ha alcun valore scientifico.

Passiamo al CASO, vale a dire all’idea che l’universo si è rivelato adatto alla vita solo per un colpo di fortuna. Tutto dipenderebbe da un “lancio di dadi” cosmico, che per pura coincidenza avrebbe dato origine ad un universo accogliente. Come abbiamo visto, però, le probabilità associate ad un tale lancio fortunato sono talmente basse da renderlo praticamente impossibile. Come spiegazione, pertanto, questa non sarebbe nemmeno minimamente soddisfacente dal punto di vista scientifico.

Ma se il “lancio di dadi” non fosse stato unico?

Carl Collins e Stephen Hawking furono i primi a mettere nero su bianco l’idea di Carter che non esista un solo universo, ma un insieme infinito di universi con tutte le possibili condizioni iniziali. Una volta ammesso questo, il PA fornisce – almeno a prima vista – una spiegazione scientificamente plausibile del “fine‑tuning” dei parametri: gli universi tipici dell’insieme non sono “sintonizzati finemente”, ma una piccola porzione di essi lo sarà e potrà sostenere lo sviluppo della vita intelligente. Il nostro cosmo deve per forza appartenere a questo sottoinsieme, perché contiene noi osservatori: quindi non deve stupire il fatto che i parametri universali siano “sintonizzati” sul fenomeno vita.

Eccoci infine approdati al concetto cardine dell’argomento CASO: la congettura del multiverso. Ricapitoliamo il ragionamento: se la probabilità del verificarsi di un evento altamente improbabile (come il “fine-tuning” cosmologico) è quasi zero, perché si realizzi effettivamente basterà che esso sia il risultato di una sorta di gigantesca “lotteria cosmica”. In altri termini, l’universo sarebbe semplicemente un elemento di un insieme illimitato di universi, eternamente emergenti dal nulla con lievi differenze nei parametri fondamentali – che vengono ad assumere, in tal modo, tutti i valori possibili. Si ottiene così un meta‑cosmo praticamente infinito sia nello spazio che nel tempo; e con certezza, nonostante l’irrisoria probabilità a priori, si ottiene anche la combinazione di costanti esattamente adatta alla comparsa della vita. Perfino ben più di una volta sola, forse.

È quello che potremmo definire “Sogno dell’Orologiaio Cieco”: dati una quantità illimitata di materia/energia, un meccanismo di mescolamento e un’eternità di tempo a disposizione ecco comparire non solo il nostro universo, perfettamente “sintonizzato” per l’esistenza di intelligenza autocosciente, ma in effetti un numero indeterminato di tali universi.

È bene sottolineare questo concetto: il “Sogno dell’Orologiaio Cieco” dipende in maniera essenziale dall’ipotesi che l’insieme degli universi esistenti (il multiverso) sia costituito da un numero illimitato di elementi. Deve esistere, cioè, un meccanismo generatore di universi (o, equivalentemente, di parametri fisici fondamentali) che non sia in alcun modo limitato né nello spazio né nel tempo. Infatti, un evento solo probabile non deve necessariamente verificarsi entro una qualsiasi successione finita di “tentativi”. In assenza di una quantità infinita di risorse probabilistiche, dunque, la congettura del multiverso perderebbe il valore epistemologico di ipotesi scientifica, e resterebbe condannata in partenza al livello di pura, indimostrabile credenza.

Quale è dunque lo status epistemologico della congettura del multiverso? Come abbiamo accennato, probabilmente non florido. Cerchiamo di capire perché.

Tanto per cominciare, l’idea stessa dell’esistenza di un ensemble illimitato di universi è soggetta ad una fallacia logica, detta  “fallacia inversa del giocatore d’azzardo” (inverse gambler’s fallacy, IGF). Introdotta da Ian Hacking e ulteriormente sviluppata da Roger White, la IGF consiste nell’errata conclusione che, se si è verificato un risultato improbabile di un processo casuale, è verosimile che tale processo si sia ripetuto molte volte in precedenza. In altri termini, la IGF equivale a credere erroneamente che la migliore spiegazione di un evento a bassa probabilità sia solo uno di una moltitudine di tentativi. Applicata alla questione del “fine-tuning”, la fallacia assume la seguente forma:

INVERSE GAMBLER’S FALLACY

Nonostante l’improbabilità del perfetto allineamento di tutte le variabili che permettono al nostro universo di essere stabile e che favoriscono la comparsa della vita, è inevitabile che un universo del genere esista se assumiamo che siano coesistenti ad ogni epoca, o si siano succeduti per un periodo di tempo notevolmente lungo, moltissimi universi in cui le costanti fondamentali varino casualmente.

Hacking e White hanno dimostrato l’inconsistenza logica di questo tipo di ragionamento, evidenziando il fatto che – per quanto improbabile possa essere il nostro universo – la sua presenza da sola non può dirci nulla sull’esistenza di tentativi precedenti, né sulla probabilità di più universi coesistenti. Nel 2009 gli psicologi Daniel M. Oppenheimer e Benoît Monin hanno in effetti confermato sperimentalmente la presenza attiva della IGF – definita da loro “fallacia retrospettiva del giocatore d’azzardo” – nei processi mentali coinvolti nell’analisi di sequenze di eventi casuali.

In definitiva, dunque, l’errore insito nella congettura del multiverso starebbe nel pre-assumere l’esistenza di un preciso meccanismo di generazione casuale di parametri fisici, pur in assenza di evidenze empiriche indipendenti dallo stesso “fine-tuning”.

A questo punto è logico chiedersi: “E se si trovassero le prove scientifiche dell’esistenza di altri universi?”. Chiaramente, la congettura del multiverso risulterebbe corroborata da una qualche eventuale osservazione sperimentale. Da questo punto di vista, però, la situazione appare – se possibile –  perfino meno incoraggiante che da quello della logica.

I problemi scientifici del multiverso sono infatti molteplici e complessi, a partire dalla definizione stessa del concetto. Qui ne elencheremo solo tre:

I QUESITI SCIENTIFICI SUL MULTIVERSO
QSM1. – Come si può definire correttamente una misura in un ensemble cosmico illimitato, così che si possa fare una sensata valutazione quantitativa della probabilità?

QSM2. – Quale è il meccanismo generatore comune sotteso alla regolarità di struttura del particolare ensemble di universi contenente il nostro? (Se non ci fosse un meccanismo unico si cadrebbe nella situazione – enormemente più problematica del “fine-tuning” – di una raccolta di universi causalmente dissociati).

QSM.3 – Esiste un qualsiasi modo concepibile, diretto o indiretto, per verificare l’esistenza di un ensemble a cui appartiene il nostro universo?

George Ellis (autore, con Stephen Hawking, del fondamentale testo di cosmologia “The Large Scale Structure of Space”) ha dimostrato che non c’è alcun modo per portare prove scientifiche a favore o contro un qualsiasi meccanismo generatore delle regolarità di cui al quesito QSM2; inoltre, che l’esistenza stessa di multiversi è in linea di principio non verificabile mediante osservazione diretta, e la stessa cosa vale per qualunque ipotetica proprietà possiamo supporre per essi (QSM3).

In conclusione, come abbiamo anticipato, il problema del “fine-tuning” potrebbe essere non risolvibile scientificamente in maniera definitiva – almeno allo stato attuale della ricerca. Bisognerebbe dunque smettere di cercare? Naturalmente no. Diciamo però che, semmai ci sarà qualche speranza di avere una risposta dalla scienza, questa potrà molto più probabilmente venire dal lato della NECESSITÀ (con l’ipotetica formulazione di una “Teoria del Tutto”) che da quello del CASO (una conferma sufficientemente credibile, anche se necessariamente indiretta, dell’esistenza del multiverso).

In ogni modo, nulla di tutto ciò è al momento in vista. Per quanto riguarda la “Teoria del Tutto”, l’ultimo tentativo è stato quello della Teoria delle Stringhe. Al momento, tuttavia, essa si trova ad uno stadio assolutamente preliminare, ha scarsi riscontri sperimentali, e non sembra avere molte probabilità di diventare una teoria compiuta.

Sul versante del multiverso, invece, possiamo constatare che l’idea viene costantemente rilanciata dalla divulgazione scientifica – spesso con toni tendenti al trionfalismo – a seguito della pubblicazione di nuove osservazioni astrofisiche, o perfino della riformulazione di questa o quella vecchia proposta teorica. Inutile dire che nel primo caso arriva regolarmente la smentita della validità delle suddette osservazioni come prove a sostegno del multiverso; mentre nel secondo, come è logico, si fa presto a constatare che non viene portato nessun reale contributo innovativo alla ricerca.

In chiusura, è interessante dare un’occhiata a cosa è successo per esempio nell’affaire BICEP2.

A marzo 2014 un gruppo di cosmologi annunciò in conferenza stampa di aver osservato le onde gravitazionali generate nei primi istanti dopo il Big Bang, e che ciò era la prova dell’inflazione cosmica – quindi dell’esistenza di un certo tipo di multiverso. Sennonché, poco dopo un’analisi più accurata dei dati mostrò che la conclusione era stata molto affrettata, poiché altri effetti locali a livello galattico (indipendenti dalle onde gravitazionali primordiali) potevano spiegare altrettanto bene i risultati di BICEP2.

Il fatto rivelatore del poco solido stato epistemologico della congettura del multiverso è stato comunque il seguente. Nonostante la mancata rilevazione di onde gravitazionali primordiali, inizialmente portata come prova cruciale a favore della teoria dell’inflazione cosmica, alcuni sostenitori di quest’ultima hanno insistito che essa sia valida indipendentemente dall’osservazione effettiva di tali onde. Scientificamente un’idea del genere è francamente allarmante, poiché propone un paradigma tanto flessibile da essere immune alle verifiche sperimentali e osservative. La teoria dell’inflazione dipende infatti da un campo scalare ipotetico, l’“inflaton”, con proprietà che possono essere aggiustate per produrre qualsiasi risultato: e nessun esperimento può falsificare una teoria del genere. Dunque il paradigma inflazionario, l’ipotetico sostegno teorico alla congettura del multiverso, si rivela essere fondamentalmente non falsificabile, e pertanto scientificamente privo di significato.

A conferma del fatto, insomma, che i caveat di Ellis sui problemi scientifici del multiverso andrebbero presi decisamente sul serio, prima di fare dichiarazioni avventate.

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