La lama sottile, ovvero del multiverso e della materia oscura

Con La bussola d'oro abbiamo conosciuto il mondo di Lyra, un pianeta in tutto simile alla nostra Terra, incluse le nazioni chiamate più o meno allo stesso modo delle nostre. Su questo mondo, molto steampunk come influenza, dove ogni essere umano ha una sorta di animale custode parlante, il daimon, mutaforma fino a che il bambino non diventa adulto, la Chiesa ha preso il controllo sulle vite dei cittadini. Questa, però, non è che una delle innumerevoli Terre del multiverso.
E non a caso ne La lama sottile, secondo romanzo della saga Queste oscure materie di Philip Pullman, la giovane protagonista Lyra fa amicizia con Will, un ragazzino proveniente proprio da una di queste Terre parallele. I collegamenti tra le Terre avvengono attraverso passaggi particolari, come quello che l’esploratore John Parry, padre di Will, ha scoperto trovarsi al Polo Nord, punto geografico che risulta fondamentale in molte delle Terre del multiverso di Pullman.
Inizia così l'avventura nel multiverso di Lyra e Will, mentre entrano in scena nuovi personaggi, come Mary Malone che risulterà fondamentale nel seguito della vicenda.
Nel frattempo, però, riassumiamo un po' la teoria del multiverso, la cui sintesi nel romanzo viene affidata a sir Charles Latrom.

Perdersi nel multiverso

Come già per il libero arbitrio, anche il multiverso interseca la sua strada con la diatriba sull'interpretazione della meccanica quantistica. Il giovane dottorando Hugh Everett nello sviluppo della sua tesi sui molti mondi venne ispirato dall'ultima conferenza di Albert Einstein, in particolare dalla sua affermazione sui topi e l'universo:

E' difficile credere che questa descrizione sia completa. Sembra rendere il mondo nebuloso a meno che qualcuno, un topo ad esempio, non lo stia guardando. E’ credibile che lo sguardo di un topo possa cambiare considerevolmente l'universo?

Era il 14 aprile del 1954 ed Everett decise l'argomento della sua tesi di dottorato, che avrebbe sviluppato sotto la supervisione di John Wheeler. La tesi venne discussa nel 1956⁽¹⁾ mentre l'anno dopo ne uscì una versione sintetica come articolo vero e proprio⁽²⁾.
L'idea originale di Everett non aveva alcun vero riferimento teorico ai molti mondi, la cui aggiunta venne suggerita da Bryce DeWitt. Più che altro Everett si riferiva ai molti osservatori, che però per Conway e Kochen non sono in greado di modificare le osservazioni⁽³⁾: la funzione d'onda totale, infatti, o universale, è secondo Everett la sovrapposizione delle funzioni d'onda parziali che tengono conto della memoria e delle osservazioni di ciascun componente dell’universo. Inoltre il concetto di universalità della funzione d'onda implica che ciascuna funzione d’onda parziale è dunque in grado di estendersi in tutto l'universo senza limitarsi, ad esempio, a una scatola. Secondo Everett, infine, ciascun elemento si evolve in maniera deterministica, ma gli aspetti statistici e probabilistici emergono dalla natura molteplice della meccanica quantistica, che realizza e mette in atto tutte le possibilità.
L'idea di Everett venne successivamente sviluppata e diede origine all'esperimento mentale di Max Tegmark sul suicidio quantistico, ma a voler essere pignoli il multiverso nel senso di universi paralleli veri e propri più che di realtà parallele alla Everett risale al 1704 con Isaac Newton che così scriveva nel suo trattato di ottica:

E poiché lo Spazio è divisibile all'infinito, e la Materia non è necessariamente in tutti i luoghi, potrebbe anche essere consetito che Dio sia in grado di creare Particelle di Materia di diverse Dimensioni e Forme, e in diverse Proporzioni con lo Spazio, e forse differenti Densità e Forze, e quindi variare le Leggi della Natura, e creare Mondi di vario genere in diverse Parti dell’Universo. Almeno, non vedo nessuna Contraddizione in tutto ciò.

Il termine multiverso venne invece introdotto dal filosofo statunitense William James dandogli un senso molto più simile al relativismo filosofico, ma le basi scientifiche traggono origine dal sempre amato gatto di Schrödinger. Il multiverso nel senso vero di mondi paralleli differenti uno dall'altro potrebbe, invece, essere generato in scenari legati all'inflazione cosmica, come il meccanismo dell'inflazione eterna di Alexander Vilenkin⁽⁴⁾.
In particolare l'inflazione cosmica sarebbe un meccanismo che ha indotto un'espansione vertiginosa dello spazio tempo primordiale, a una velocità superiore a quella della luce, generando un universo molto più grande di quello che stiamo osservando. L'inflazione infinita o eterna è un meccanismo per cui tali accelerazioni vertiginose si susseguono una dietro l'altra, generando come effetto collaterale alcuni universi-tasca, generalmente non osservabili (e dunque non raggiungibili).

Le oscure materie

Il titolo della saga, Queste oscure materie non ha solo un riferimento alle conoscenze nascoste che la Chiesa di Terra-Lyra vuole tenere nascoste, ma in particolare alle particelle di Rusakov, anche dette polvere. Queste particelle vengono più o meno esplicitamente associate con la materia oscura, studiata su una delle Terre parallele della saga dalla già citata Mary Malone, che si riferisce a esse come particelle ombra.
L'idea della materia oscura, quella reale e non quella fittizia dei molti mondi di Lyra, nasce da lontano, dal 1884 quando Lord Kelvin stimò che la maggior parte delle stelle della Via Lattea sono scure e invisibili all'osservazione diretta. Probabilmente fu per questo che Henri Poincaré utilizzò la terminologia di materia oscura quando, nel 1906, propose un commento al lavoro di Kelvin. La prima vera evidenza che questa materia oscura doveva in qualche modo esistere la si ha grazie alle misure astronomiche del 1922 di Jacobus Kapteyn⁽⁵⁾, cui seguirono le osservazioni di Jan Oort⁽⁶⁾ nel 1932, Fritz Zwicky⁽⁷⁾ nel 1933 e Horace Babcock⁽⁸⁾ nel 1939.
Quel poco che oggi sappiamo è che l'universo è costituito all'incirca da un 5% di materia ordinaria, un 25% da materia oscura e il restante 70% da energia oscura, dove quell’”oscura“ non indica semplicemente che è invisibile all'osservazione diretta, ma che ne ignoriamo persino la sua natura⁽⁹⁾.
E questo, in effetti, l'ha resa perfetta per diventare un elemento essenziale in una saga fantasy, dove diventa la chiave per l'accesso al multiverso, ma anche per una conoscenza più profonda di se stessi e dei misteri dell’universo, quelli che la religione vorrebbe tenere nascosti per mantenere il controllo sui propri fedeli.

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Illustrazioni a corredo di Brett Williams. Cliccare su ciascuna per maggiori info

Queste oscure materie: La bussola d'oro | La lama sottile | Il cannocchiale d'ambra

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1. Everett III, H. (1956) Theory of the Universal Wavefunction, Thesis, Princeton University, pp 1–140 (pdf)↩
2. Everett III, H. (1957). “Relative state” formulation of quantum mechanics. Reviews of modern physics, 29(3), 454. doi:10.1103/RevModPhys.29.454 (html | pdf)↩
3. Conway, J., & Kochen, S. (2006). The free will theorem. Foundations of Physics, 36(10), 1441-1473. doi:10.1007/s10701-006-9068-6 (arXiv)↩
4. Vilenkin, A. (1983). Birth of inflationary universes. Physical Review D, 27(12), 2848. doi:10.1103/PhysRevD.27.2848↩
5. Kapteyn, J. (1922). First Attempt at a Theory of the Arrangement and Motion of the Sidereal System. The Astrophysical Journal, 55 doi:10.1086/142670↩
6. Oort, J.H. (1932) “The force exerted by the stellar system in the direction perpendicular to the galactic plane and some related problems,” Bulletin of the Astronomical Institutes of the Netherlands, 6: 249-287. (abstract)↩
7. Zwicky, F. (1937). On the Masses of Nebulae and of Clusters of Nebulae, The Astrophysical Journal, 86 doi:10.1086/143864 versione inglese di Zwicky, F. (1933), “Die Rotverschiebung von extragalaktischen Nebeln”, Helvetica Physica Acta, 6: 110–127↩
8. Babcock, H. W. (1939). The rotation of the Andromeda Nebula. Lick Observatory Bulletin, 19, 41-51. doi:10.5479/ADS/bib/1939LicOB.19.41B↩
9. Per approfondire, leggi anche La quinta forza e mezza e la biografia di Fritz Zwicky↩