“L’universo in cui viviamo è intrinsecamente instabile e a un certo punto tra miliardi di anni finirà per essere completamente spazzato via”. La ‘profezia’ questa volta viene da uno scienziato, il fisico teorico Joseph Lykken del Fermilab di Chicago, sede di quello che fino a un paio di anni fa era ancora il più potente acceleratore di particelle del mondo, il Tevatron. Nel corso dell’incontro annuale a Boston dell’American Association for the Advancement of Science, il più importante consesso scientifico negli Stati Uniti, Lykken ha presentato la sua teoria, che si lega alla recente scoperta del bosone di Higgs al Cern di Ginevra. A suo dire, il bosone non porta buone notizie (o almeno, dipende dal punto di vista). Le sue proprietà, se confermate, dimostrerebbero infatti che a un certo punto il nostro universo collasserà per essere sostituito da uno nuovo. Una visione ciclica del cosmo condivisa anche da molti cosmologi, che ora potrebbe essere messa alla prova grazie all’acceleratore LHC.
L’instabilità del vuoto
I fisici conoscono da tempo questo problema, noto come “instabilità del vuoto”. Il fatto che il bosone di Higgs possieda una massa di 126 GeV, tutto sommato più bassa rispetto alle previsioni, sembra confermare l’esistenza di questo problema, finora solo teorico. Se il bosone avesse una massa più bassa, intorno ai 120 GeV, ci sarebbe davvero da preoccuparsi. Poiché invece il suo valore è proprio al limite dell’equilibrio tra un vuoto stabile e un vuoto instabile, sarà necessario approfondire le sue proprietà nei prossimi anni per cercare di capire se il bosone saprà rivelarci qualcosa sul destino dell’universo. La conferma dell’instabilità del vuoto comporterebbe la possibilità che a un certo punto l’universo esploda spontaneamente.
Il grafico mostra come il valore della massa dell'Higgs sia molto prossimo al valore limite tra un vuoto instabile e un vuoto stabile.
Perché tutto questo? Per capirlo, bisogna ricordare che il vuoto cosmico non è del tutto vuoto. Anche laddove non esiste pressoché nessuna traccia di particelle, c’è un continuo brulicare di “particelle virtuali”, che nascono e muoiono in un istante, apparendo praticamente dal nulla. Queste fluttuazioni quantistiche, definite tali perché avvengono appunto al livello più piccolo della materia, regolata dalla teoria quantistica, potrebbero secondo alcuni cosmologi dar vita a delle “bolle”. Bolle di materia reale, non virtuale, che si espandono alla velocità della luce, dando vita a un vero e proprio universo. Questa configurazione sarebbe però instabile: a un certo punto la bolla può scoppiare, liberando un’enorme quantità di energia dal momento in cui l’universo tende a ritornare a uno stato di energia del vuoto più basso e quindi più stabile.
Il valore limite dell’Higgs
Il libro di Sir Roger Penrose, "Cyles of Time", in Italia "Dal Big Bang all'eternità", presenta una teoria ciclica dell'universo, anche se su basi diverse da quelle legate al bosone di Higgs.
Il valore della massa del bosone di Higgs è un campanello d’allarme. Sembra stranamente vicino al limite tra un modello di universo tendente al collasso e un modello stabile. Ci sarebbe quindi spazio per cercare qualcosa di più. Secondo Lykks e altri fisici, le future ricerche con l’acceleratore LHC – che dopo una fase di upgrade appena iniziata riprenderà a funzionare nel dicembre 2014 – potrebbero rivelare l’esistenza di particelle non previste dal Modello Standard della fisica, per esempio le particelle della supersimmetria, che potrebbero compensare l’instabilità del vuoto e impedire all’universo di collassare. Gli scienziati sono abbastanza convinti di quest’ultima ipotesi. L’universo esiste infatti da oltre 13 miliardi di anni e finora è rimasto sostanzialmente stabile. Il fatto che la massa dell’Higgs possieda proprio quel valore sembra suggerire che per il nostro universo ci sia una speranza, nel senso che il vuoto non sarebbe davvero instabile: a un certo livello interverrebbero delle componenti che ancora non conosciamo che impediscono il collasso.
Joseph Lykken è invece più catastrofista. La mancata scoperta della supersimmetria (fino ad ora, almeno) dimostrerebbe che forse queste componenti ancora sconosciute non esistono, e che dunque l’universo è destinato al collasso. Se ciò non è avvenuto ancora è perché l’esplosione della “bolla” avverrà solo a un certo punto da qui ad almeno dieci miliardi di anni nel futuro. Non sarebbe la fine, ma un nuovo inizio. Il nostro universo verrebbe distrutto, ma ne emergerebbe uno nuovo. Qualche anno fa, l’eminente fisico teorico Roger Penrose aveva presentato un’elegante teoria di universo ciclico che ha portato ad ampie discussioni. Secondo Lykken, tutto porta a credere che quella teoria si valida. “E’ molto più semplice spiegare un mucchio di cose se quel che vediamo fa parte di un ciclo”, spiega a BBC News. “Se dovessi scommettere su qualcosa, punterei il mio denaro sul fatto che la visione ciclica è corretta”.
