Stato di Hartle-Hawking

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L'evoluzione dell'universo: lo stato di Hartle-Hawking è collocato all'inizio, al centro della zona bianca, dove si trovano le fluttuazioni quantiche
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Lo stato di Hartle-Hawking o progetto senza confini (in inglese "no-boundary proposal") è una teoria fisica e un modello cosmologico sulla nascita dell'universo, nell'ambito di varie teorie che ammettono la teoria standard del Big Bang, che qua non viene però proposto come singolarità gravitazionale iniziale, ma come uno "stato iniziale senza confini" (da cui il nome di no-boundary proposal), descritto come una sorta di "cupola"; la teoria è stata ipotizzata da James Hartle e Stephen Hawking.[1] Lo stato di Hartle-Hawking si collocherebbe cronologicamente come periodo precedente all'era di Planck e all'inflazione. Esso è inoltre descritto come l'inizio dell'universo o del multiverso, oltre il quale non ha senso domandare cosa esisteva prima, poiché nulla esisteva (unico caso in cui si parlerebbe di "nulla" in fisica, di cui comunque non ha senso parlare, perché sta oltre i confini invalicabili della "cupola").

Teoria[modifica | modifica wikitesto]

La funzione d'onda dell'universo – ossia un'immagine per spiegare come sia nato l'universo – è calcolata attraverso l'integrale sui cammini, una funzione di tensione metrica definita a (D-1) di superficie compatta, dove D è la dimensione spazio-temporale.[1] Questa funzione d' onda dell'universo può soddisfare l'Equazione Wheeler-DeWitt.[1]

Il modello cosmologico prevede che l'universo non abbia confini nello spaziotempo, sostituendo il Big bang inteso come singolarità gravitazionale iniziale, con un modello matematico descritto per analogia con la regione di un polo terrestre: nessuno può viaggiare più a nord o più a sud dei rispettivi poli, in quanto in tale luogo non esiste un contorno.
Originariamente la nuova proposta prevedeva una forma dell'universo di tipo chiuso, ma le discussioni con Neil Turok hanno portato a concludere che la proposta di assenza di condizioni al contorno è valida anche nel caso di un universo aperto. Questo modello è basato sulla cosmologia quantistica e la gravità quantistica, ma utilizza una geometria complessa quadridimensionale, con una particolare unità detta istantone. L'universo (o il multiverso) nascerebbe dal nulla come fluttuazione quantistica di particelle elementari, e all'inizio avrebbe avuto una forma a cupola o semi-sfera, al posto di una singolarità, come nel caso della Terra che è sferica o meglio ellittica.[2]

Rapporti con altre teorie[modifica | modifica wikitesto]

La teoria affronta la nascita dell'universo da una fluttuazione quantistica (cioè il Big Bang), ma la fine seguirà le altre teorie: un'inflazione infinita e nuovi universi, un "rimbalzo" o lo strappo del tessuto dello spaziotempo. L'universo dello stato di Hartle-Hawking non ha inizio, ma non è uguale alla teoria dello stato stazionario di Fred Hoyle; esso semplicemente non ha confini iniziali, né di spazio né di tempo. Questo modello vuole spiegare in particolare l'inizio di tutto, non la fine ma, come Hawking ha proposto, si adatterebbe bene, all'inflazione caotica (teoria delle bolle) di Andrej Linde, in quanto spiega la nascita da un nulla a-temporale, e, da questa bolla viene poi originato l'universo o gli universi, oppure alla cosmologia ciclica conforme di Roger Penrose, ad un multiverso o altre teorie; infatti è stata costruita per spiegare l'inizio, anziché l'evoluzione e la fine dell'universo, sia non standard sia standard.[1]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b c d Stephen Hawking, The Beginning of Time. URL consultato il 10 marzo 2014.
  2. ^ Cosmologia quantistica

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]