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Non è ancora sopito l’eco suscitato dalla teoria che pone in discussione il momento della nascita dell’universo, il big bang, e gli scienziati del mondo intero si trovano confrontati con il dilemma sulle sue dimensioni iniziali, ipotizzate ora come due invece di tre.
L’ipotesi è figlia dell’incontro fra la fisica dell’infinitamente grande, descritta dalla relatività generale, e quella dell’infinitamente piccolo, trattata dalla meccanica quantistica. Ma la scintilla che ha fatto scattare la sorpresa e l’interesse per questo problema sta nel fatto che due scienziati americani, Jonas Murelka e Dejan Stojkovic, hanno trovato il modo per verificare le dimensioni iniziali dell’universo, osservando le onde gravitazionali primordiali; queste rughe dello spazio-tempo emesse inizialmente nell’universo non possono esistere se esso comporta soltanto due dimensioni spaziali. Andare alla ricerca di queste onde risalendo la scala dei momenti di vita dell’universo sino a verificarne la scomparsa significherebbe avere la prova che durante una frazione di secondo l’universo appena nato sarebbe assomigliato al famoso Flatland immaginato da Edwin Abott, un mondo a due dimensioni.
La meccanica quantistica insegna che le particelle che compongono l’universo possiedono energia e lunghezza d’onda in misura inversamente proporzionale fra loro, a maggior potenza energetica corrisponde una minore lunghezza d’onda. Ora più si risale nel tempo e più l’universo è caldo e maggiore è l’energia delle particelle che lo compongono e conseguentemente minore la loro lunghezza d’onda, tale che esse non possono interagire nella terza dimensione. Potrebbe quindi darsi che in un universo molto giovane a un certo momento e per una piccolissima frazione di tempo siano esistite soltanto due dimensioni spaziali invece delle tre che ci sono consuete.
Misurare le onde gravitazionali primordiali significa distinguerle dalle altre e registrare la loro energia. Per distinguerle basta considerare che essendo state prodotte in tutto l’universo esse saranno captate in tutte le direzioni, formando una specie di rumore di fondo. L’energia di queste onde sarà tanto maggiore quanto più ci si avvicina al momento della nascita dell’universo e teoricamente è possibile datarle per conoscere il momento in cui scompaiono, segnale di un universo a due dimensioni. Jonas Murelka e Dejan Stojkovic sono giunti alla conclusione che l’universo dovrebbe diventare bidimensionale quando la sua temperatura raggiunge 1 TeV (10*12 electronvolts); nell’istante successivo onde gravitazionali primordiali più cariche di energia rispetto a quelle che saranno emesse poi si diffonderanno nello spazio a tre dimensioni, e sotto l’effetto dell’espansione la loro lunghezza d’onda aumenta nel tempo mentre diminuisce la loro energia e la loro frequenza, a questa proporzionale; tali onde avrebbero oggi una frequenza di 0,1 millihertz.. Questo valore sarâ al limite del riconoscimento da parte di un osservatore spaziale quale l’interferometro Lisa.
Sfortunatamente siamo ancora lontani da questo risultato, nessuna onda gravitazionale primordiale è stata rilevata dai due osservatori Ligo e Virgo installati negli Stati Uniti e in Italia, mentre per l’osservatorio Lisa la NASA ne ha abbandonato il progetto a favore del futuro telescopio spaziale James Webb. Permane nella attesa la speranza che si possa chiarire anche questo aspetto dell’universo, che continua a sorprendere e ad affascinare.