4.Stephen Hawking e Thomas Hertog, la "Top Down Cosmology"

Parte 4^: la teoria dell'inflazione e lo stato di Hartle-Hawking

Nella parte precedente abbiamo trattato dello stato di Hartle-Hawking, noto anche come ipotesi assenza di confini (“no boundary proposal”), una teoria semi-classica (che cioè mescola Relatività e Fisica Quantistica) sviluppata da Hawking ed Hartle a partire dal 1983.

Tale "cosmogenesi quantistica" sebbene permetta di schivare la domanda “cosa c’era prima del Big Bang?”, non è tuttavia in grado di fornire informazioni su cosa possa succedere in una condizione di assenza del tempo, né quale possa essere il tipo di microscopica schiuma quantistica che, una volta sommata, dia luogo alla "geometria a scodella" caratteristica di tale modello.

Negli anni in cui Hawking ed Hartle stavano sviluppando il loro modello cosmologico, la teoria classica del Big Bang caldo (proposta da Friedmann a partire dalle equazioni della Relatività Generale) aveva già conseguito una importante conferma sperimentale: verso la metà degli anni '60 Penzias e Wilson avevano infatti fortunosamente rilevato la diffusa presenza della radiazione cosmica di fondo a microonde, la CMB, la cui esistenza era stata predetta da Alpher e Gamow alla fine degli anni '40. (34)

Nonostante il successo del modello di Friedmann, parecchi aspetti dell'universo in cui ci troviamo a vivere rimanevano privi di una spiegazione soddisfacente:

• Perché esistono pianeti, stelle e galassie? Il Big Bang, secondo il modello originale, avrebbe dovuto dar luogo ad una sfera di plasma omogenea che, raffreddatasi in seguito all'espansione, avrebbe mantenuto tale caratteristica. Tuttavia un Universo perfettamente identico in ogni sua parte contrasta con la nostra esperienza di diversi gradi di aggregazione della materia: vuoto, nubi di idrogeno, pulviscolo e corpi celesti (che a loro volta danno luogo ad enormi strutture quali le galassie e gli ammassi). Piccole fluttuazioni dovevano dunque esser presenti sin dall'inizio, quando tutta la materia e l'energia si trovavano concentrate in un volume ridottissimo. (35)

• Che cosa ha provocato il Big Bang? Da dove proveniva il gas caldo che si stava espandendo? (il cosiddetto problema del Bang).

• Perché le equazioni utilizzate da Friedmann, che indicavano come - a partire da un certo istante t(1) - l'universo si stesse espandendo così rapidamente da raddoppiare le proprie dimensioni ogni secondo, forniscono predizioni assurde spostandosi nel tempo 1/3 di secondo prima di t(1)? (Al tempo "t-1/3 di secondo" la densità dell’universo risulta esser pari ad infinito, ed ogni cosa in reciproco allontanamento a velocità infinita).

• Perché le misure della temperatura del fondo a microonde risultano ovunque pressoché uniformi (fino alla quinta cifra decimale)? Succede pure in relazione a regioni del nostro cielo così distanti tra di loro da risultare impossibile ci sia stato un reciproco scambio di informazioni in quanto la luce, dal momento della nascita dell'Universo ad oggi, non avrebbe fatto in tempo a raggiungerle. (36)

• Perché l'universo sembra essere "piatto" intorno a noi? (37)

Hawking era consapevole del fatto che anche la sua nuova teoria messa insieme nei primi anni '80, pur attingendo ad elementi della meccanica quantistica (lo "stato di Hartle-Hawking" vede l'universo nascere "dal nulla", da una regione di grandezza infinitesimale di puro spazio), non riusciva a dar giustificazione delle minuscole differenze di temperatura rilevate nella mappa della CMB, disegnata grazie alle informazioni fornite dal satellite COBE.

La teoria dell'inflazione cosmica.

Nello stesso periodo, nel tentativo di dare una risposta a questi interrogativi, Aleksej Starobinskij ed Alan Guth - cui si aggregarono in seguito Andrej Linde, Paul Steinhardt ed Andreas Albrecht - svilupparono in modo indipendente la teoria dell'inflazione cosmica, secondo la quale nell'universo primordiale vi fu un brevissimo "scatto di espansione" dello spazio a velocità iperluminare.

Nella sua formulazione originale, in un tempo infinitesimale (circa 10^−30 secondi) il nostro universo avrebbe visto aumentare le proprie dimensioni di un fattore pari a 10^30, superiore a quello relativo a tutti i 13.8 miliardi di anni successivi. (38)

In virtù di questo "scatto", tutto l'universo osservabile risulterebbe aver avuto una comune origine causale (sarebbe cioè compreso nel nostro cono di luce del passato): regioni oggi lontanissime sarebbero dunque state a contatto prima dello scatto inflazionario, e poi, una volta esauritosi quest’ultimo, ne sarebbero emerse quasi identiche ovunque.

Tale ipotesi rappresentava una valida soluzione al problema dell’orizzonte di cui tratta la nota 36.

Responsabili di questo "scatto" sarebbero stati i campi scalari, forme esotiche di materia che riempiono lo spazio. (39)

Alcuni di essi, quale ad esempio il campo di Higgs (il cui bosone corrispondente è stato individuato al CERN nel 2012), sono previsti dal Modello Standard della fisica delle particelle.

Seppur sinora non risulti ancora identificato, è stato dato il nome di inflatone a quello responsabile dell'inflazione. (40)

Mentre il valore di una costante cosmologica (come quella introdotta da Einstein) rimane appunto “costante nel tempo”, quello del campo inflatone è soggetto a cambiamenti: tale sua caratteristica può fornire una spiegazione sia all'accensione dello scatto inflazionario che al suo seguente spegnimento. (41)

Nel momento in cui si esaurisce lo scatto inflazionario, il campo inflatone - a causa dell’espansione dello spazio- si trova ad aver immagazzinato una quantità di energia enorme che viene trasformata in calore: l'universo, trovatosi pieno di radiazione calda, ne vede una parte trasformarsi in materia secondo la nota equazione E=mc^2. (42)

Infine, ecco la spiegazione proposta da questa teoria circa la presenza delle piccole differenze di temperatura rilevate nella CMB.

Essendo l'inflatone un campo quantistico, esso è soggetto al principio di indeterminazione di Heisenberg ("l’irriducibile vaghezza quantistica") e dunque a fluttuazioni quantistiche (43):

"... lo scatto d'inflazione amplifica tali fluttuazioni microscopiche traghettandole nel macrocosmo: all'uniformità generale dell'universo in espansione si sovrappone così uno schema ondulatorio di variazioni del campo, simile alle increspature che si formano sulla superficie di uno stagno in quiete sino a quel momento quando vi cade un sasso ..."

Al termine dell'inflazione, quando l'inflatone rilascia la sua energia trasformata in calore, le piccole variazioni originali vengono ereditate dal gas caldo che riempie l'universo appena nato.

Per tale ragione, qualunque tipo di universo venga ad emergere dall'inflazione, esso risulta necessariamente punteggiato di piccole irregolarità, sia nella temperatura della radiazione che nella densità della materia.

Di pari passo con il rallentamento dell'espansione del cosmo, una quantità sempre maggiore di queste increspature primordiali - che oggi possiamo osservare come differenze di temperatura nella mappa della CMB - entra nel nostro orizzonte cosmologico, diventando così rilevabile dai nostri strumenti.

Tali differenze di densità della materia sono i semi intorno ai quali si sono sviluppate le galassie: infatti le zone dove la densità era inferiore sono state progressivamente svuotate dalla gravità esercitata dalla materia presente in quelle circostanti (creazione di zone di vuoto).

La materia così "rubata" è confluita là dove la densità era più elevata, contribuendo ad aumentarla ulteriormente.

Questo è il meccanismo che ha prodotto la vasta rete di galassie che oggi osserviamo.

Predizione della teoria dell'inflazione era dunque la presenza di uno schema riconoscibile, impresso dall'inflazione stessa, nelle fluttuazioni di temperatura della CMB; si trattava di attendere l'avvento di una tecnologia capace di realizzare uno strumento sufficientemente sensibile in grado di tracciarne una mappa da confrontare con i valori attesi.

Le informazioni dettagliatissime fornite dal satellite Planck - che dal 2009 per 15 mesi ha raccolto i fotoni della radiazione fossile - confermarono le previsioni (44):

la meccanica quantistica risultava dunque essenziale anche per la cosmologia.

Fluttuazioni sono pure all'origine di un altro fenomeno quantistico che era stato in precedenza descritto da Hawking: la radiazione che porta il suo nome e che si manifesta nei pressi dell'orizzonte di un buco nero (45)

Possiamo considerare le macchie ed i puntini che appaiono sulla mappa della CMB come un corrispondente cosmologico della radiazione di Hawking:

"... la storia di un universo in espansione è quindi simile a quella di un buco nero rivoltato dall'interno; l'espansione inflazionaria amplifica le fluttuazioni quantistiche associate all'orizzonte cosmologico che ci circonda provocando uno 'sfarfallamento leggero' dell'universo nella banda di frequenza delle microonde.

L'inflazione predice cioè che siamo immersi in un mare di radiazione di Hawking ..." - afferma Hertog.

Possiamo pensare alla mappa della CMB come ad un disegno che tappezzi completamente la superficie interna di una sfera che ha noi come centro ed il cui raggio sia pari a 13.8 miliardi di anni luce, la distanza a cui si trova il nostro attuale orizzonte cosmologico: fotoni originati a distanze maggiori non hanno ancora avuto il tempo di raggiungerci perché questa è l’età dell‘’universo oggi. (46)

La teoria dell'inflazione offre un'ulteriore predizione: l'esistenza di un fondo di onde gravitazionali, le onde gravitazionali primordiali.

Diffusesi insieme all'universo sin dal momento della sua nascita, la loro attuale lunghezza d'onda, in conseguenza dello stiramento dovuto all'espansione dello spazio, risulta decisamente esclusa dalle possibilità di rilevazione da parte degli attuali interferometri.

Tuttavia potrebbero esser individuate tracce della loro esistenza in maniera indiretta, analizzando la polarizzazione dei fotoni della CMB: nel tragitto seguito dalle origini sino ai nostri strumenti questi fotoni "fossili" hanno viaggiato attraverso una geometria leggermente ondeggiante che ne dovrebbe aver influenzato la polarizzazione.

Sono attualmente in sviluppo parecchi progetti cui fine è la ricerca di tale impronta. (47)

Rimaneva senza risposta una domanda fondamentale: che cosa può aver dato via all'inflazione?

L'ipotesi assenza di confini di Hawking ed Hartle predice l'universo abbia avuto origine da uno scatto inflazionario: il processo di creazione senza confini (la chiusura del fondo della scodella) richiede la presenza di una materia esotica scalare che eserciti una pressione negativa, la stessa la cui esistenza è prevista dalla teoria dell'inflazione.

Un universo creato dal nulla, secondo le regole dell'ipotesi di Hawking, ha più probabilità di entrare nell'esistenza con un breve scatto di espansione inflazionaria per poi rallentare, e ciò costituirebbe una proprietà strutturale dell'evoluzione cosmologica.

L'innovazione apportata dal modello Hawking-Hartle alla teoria dell'inflazione sta nel fatto che mentre quest'ultima ritiene esserci stato prima il Big Bang e solo in seguito l'inflazione (due eventi distinti), nel caso dell'ipotesi "assenza di confini" è previsto un unico evento: l'inflazione risulta già integrata nel processo fisico che crea il tessuto spaziotemporale, è essa stessa "l'inizio". 

Dunque non è più necessario cercarne una causa prima.

Nonostante l'eleganza di tale soluzione, un grave problema divenne immediatamente evidente: l'ipotesi assenza di confini predice un piccolo scatto inflazionario, "un soffio" lo definì Hawking: del tutto insufficiente a giustificare un universo pieno di materia e galassie come quello che osserviamo oggi.

Questo fu il motivo per cui la comunità dei fisici che si occupavano di cosmologia accolse con freddezza tale modello. (48)

Il problema di individuare l'origine dell'inflazione è legato alla direzionalità della freccia del tempo: quest'ultima emerge dalla tendenza del disordine ad aumentare sempre, fenomeno indicato col termine entropia. (49)

L'entropia al passare del tempo può quindi soltanto aumentare; è stato così persino durante l'inflazione.

Se tale affermazione è corretta ne consegue che, alle sue origini, il nostro universo doveva possedere un livello di entropia incredibilmente basso: si tratta di una misteriosa proprietà biofilica cui non sappiamo dar spiegazione.

La "proposta assenza di confini" predice invece un livello di entropia intermedio (50): è dunque la seconda legge della termodinamica ad invalidare senza appello il modello di Hawking ed Hartle.

Prima di arrendersi all'evidenza, i due fisici si misero a riflettere sulla natura quantistica di tale ipotesi; implicando un'origine "un po' vaga" del cosmo, essa permette di scrivere una funzione d'onda dell'universo.

Così come accade con la funzione d'onda di un elettrone, che racchiude un'amalgama di traiettorie dello stesso, "... un universo quantistico non è costituito da un singolo spazio in espansione, ma dall'insieme di tutte le diverse possibili storie di espansione che vivono in uno stato di sovrapposizione, ognuna con il proprio grado di probabilità." - affermava Hawking.

"... la funzione d'onda dell'assenza di confini copre un vasto assortimento di universi inflazionari, ciascuno con un diverso valore di partenza dell'inflatone ...".

Sebbene tale funzione d'onda assegni alle storie in cui sia presente uno scatto inflazionario di entità simile a quello rilevato per il nostro universo una piccolissima probabilità, queste non sono escluse dall'esistenza; semplicemente trovano collocazione nell'estremità della sua coda.

Altra importante conseguenza coinvolge la variabile tempo.

Il fatto di raccogliere tutte insieme le diverse storie di espansione significa che la funzione d'onda, presa nel suo complesso, non cambia al passare del tempo.

Nella cosmologia quantistica il tempo perde il suo significato come principio organizzativo fondamentale, e viene dimenticato: lo spaziotempo risulta infatti quantomeccanico e fluttuante, dunque non ci rimane nulla a disposizione che possa funzionare come orologio universale.

Il tempo emerge quindi solo come qualità intrinseca all'interno di ciascun singolo spazio in espansione, in quanto la sua misura richiede sempre il cambiamento di una proprietà fisica relativamente ad un'altra.

Per esempio, nel nostro universo potremmo usare come misura del tempo il raffreddamento monotono della CMB con il procedere dell'espansione del cosmo; ma un "orologio" di tal guisa non avrebbe senso se usato in uno spaziotempo differente.

Nel 1997 Stephen Hawking insieme a Neil Turok tentarono un ultimo disperato salvataggio della teoria cooptando il principio antropico.

"Dobbiamo davvero aspettarci di vivere nell'universo più probabile?" - si chiedeva Hawking.

"Anche se universi come il nostro si trovano all'estremità della coda dell'onda di probabilità, ciò che importa è che vi dimori un osservatore, cosa impossibile laddove non ci siano galassie; quindi quello che davvero conta non è ciò che sia più probabile nella teoria, ma ciò che sia più probabile venga osservato." (51)

Tale difesa naufragò quando si rese conto che, pur integrando il principio antropico, l'ipotesi assenza di confini arrivava al massimo a predire la formazione di un universo con un'unica galassia.

Nel frattempo due giovani fisici russi stavano provando a riconsiderare la questione da un altro punto di vista ...

(Vai alla parte 5^)

Note:

(34) La teoria del Big Bang caldo predice infatti la presenza di tre "residui" (relics) dell'universo primordiale in grado di offrire preziose informazioni su quel lontano periodo:

• abbiamo già detto della CMB, la radiazione cosmica di fondo a microonde (individuata a 2,73°K), che ci fornisce un'istantanea dell'universo all'età di appena 379.000 anni, quando ancora la sua temperatura era pari a 3000°K. Grazie al satellite Planck, dal 2009 disponiamo di una sua mappa dettagliata;

• il fondo cosmico di neutrini (indicato con le sigle CNB o CνB, cosmic neutrino background, e che dovremmo trovare a 1,95°K) si è formato circa un secondo dopo il Big Bang. Finora - purtroppo - non è stato possibile rilevare traccia di questi "neutrini fossili" che sappiamo trasportare informazioni sull'universo quando aveva soltanto pochi istanti di vita ed una temperatura elevatissima, pari a 10^10°K;

• infine il fondo di gravitoni cosmici (indicato dalla sigla CGB, Cosmic Graviton Background) che si pensa essersi formato al tempo di Planck, cioè 10^-42 secondi dopo il Big Bang, quando la temperatura dell'universo era immensa, pari a 10^32°K.

(35) Sin dal momento in cui venne formulata la teoria del Big Bang caldo era chiaro che l'universo, al momento della sua nascita, non poteva esser esattamente uniforme.

I calcoli della competizione tra espansione dello spazio ed attrazione gravitazionale, basati sul riscontro dell'attuale esistenza di galassie ed ammassi, indicavano come, nell'universo neonato, dovessero esser già presenti variazioni di densità pari ad almeno una parte su centomila.

Rilevata l’esistenza della CMB da Penzias e Wilson, l'obiettivo cui i cosmologi subito puntarono fu la creazione di una mappa dettagliata della sua temperatura in ogni punto della volta celeste che circonda il nostro pianeta.

Una successiva analisi degli scostamenti rispetto al valore medio, pensavano, avrebbe consentito di individuare tracce delle originali variazioni di densità rimaste impresse nella temperatura dei fotoni non appena furono liberi di muoversi nel vuoto.

Tale compito fu portato a termine per la prima volta nel 1989 dal satellite COBE (Cosmic Background Explorer), il quale misurò le differenze di temperatura della CMB trovandole nell'ordine dello 0.002%, in perfetto accordo con le previsioni.

(36) Si tratta del cosiddetto "problema dell'orizzonte" così chiamato perché riguarda ciò che vediamo nei pressi del nostro orizzonte cosmico, costituito dalle regioni più distanti che ci è dato poter osservare.

Dall'analisi della CMB sembra infatti che regioni del cielo, lontanissime tra di loro, abbiano avuto la possibilità in passato di essere a stretto contatto così da aver potuto "mescolare" il proprio contenuto, uniformando la temperatura.

Tale ipotesi è in contrasto col fatto che la luce proveniente da queste regioni si sia incontrata oggi per la prima volta.

(37) E' il "problema della piattezza": misure recenti confermano la geometria "piatta" (euclidea) dell'Universo.

Secondo il modello di Friedmann una simile condizione sarebbe del tutto instabile (come una matita in equilibrio sulla propria punta), ed in breve tempo dovrebbe mutare in una geometria non euclidea condannando l'universo ad un "big chill" (espansione eterna con riduzione della temperatura a 0 K) oppure ad un "big crunch" (contrazione che lo riporti alla condizione iniziale con temperatura e densità infinita).

(38) Un tale valore corrisponde alla differenza di scala tra un atomo e la Via Lattea.

(39) I campi scalari appaiono sul lato destro dell'equazione di Einstein, dove sono presenti tutte le forme della materia.

Condividono alcune proprietà con la costante cosmologica, il termine Λ che Einstein aveva in un primo tempo aggiunto (poi pentendosene) all'equazione della Relatività Generale.

Mentre la materia riempie lo spazio di energia positiva che genera gravità attrattiva, i campi scalari lo riempiono uniformemente anche di pressione negativa (una tensione) in grado di generare una forza di segno opposto alla gravità.

L'antigravità dei campi scalari supera la loro gravità, accelerando così l'espansione.

Mentre la materia perde energia con l'espandersi dello spazio (si diluisce), la pressione negativa con cui il campo inflatone riempie l'universo ne provoca l'aumento.

Secondo i calcoli di Alan Guth la forza gravitazionale repulsiva, generata dalla sua pressione negativa, sarebbe circa tre volte più intensa della forza gravitazionale attrattiva generata dalla sua massa: pertanto la gravità di una sostanza sottoposta ad inflazione ad un certo punto la farà esplodere.

(40) Ad oggi non sappiamo ancora se il bosone di Higgs possa o meno identificarsi con l'inflatone.

A domanda diretta che ho posto a Guido Tonelli in occasione di una sua conferenza a Camogli nel settembre 2022, "Può essere il bosone di Higgs l'inflatone responsabile del fenomeno dell'inflazione cosmica?", questi ha risposto "Rimane un’ipotesi plausibile che tuttavia non è stata ancora confermata".

Ci si aspetta infatti esista un'intera "famiglia" di bosoni parenti dell'Higgs:

"... L'Higgs è stato trovato a 125 GeV; per meccanismi intrinseci alla meccanica quantistica, sappiamo che ogni particella è perennemente avvolta da una nuvola di particelle virtuali (particelle-fantasma che vengono estratte dal vuoto per un brevissimo istante per tornarvi subito dopo, appena vengono riassorbite).

È un meccanismo inevitabile che, nel caso del bosone di Higgs, comporterebbe una crescita incontrollata della sua massa.

Non conosciamo ad oggi nessun meccanismo che possa proteggere una particella scalare da questo fenomeno: eppure la massa dell’Higgs sta li, immobile, a 125 GeV. Ci deve pertanto essere per forza qualcosa di cui ignoriamo l’esistenza ..."

(Tratto dal mio post del 16 settembre 2023 "Una nuova fisica dietro l’angolo? Le 'sorprese di Higgs' e quella di Guido Tonelli").

(41) Alcune versioni della teoria dell’inflazione ritengono che l’intero processo inflazionario possa esser durato 10^-35 secondi durante i quali la massa dell'universo è raddoppiata ogni 10^–38 secondi per 260 volte, creando così tutta la massa dell’Universo osservabile.

Tale teoria offre soluzione alle discrepanze che abbiamo indicato esserci tra le osservazioni e la teoria del Big Bang:

• "il problema del bang": suo diretto responsabile è il processo di raddoppio ripetuto. Al termine del processo inflazionario la sostanza che si stava espandendo decade trasformandosi in materia ordinaria: l'espansione del cosmo continua mantenendo inizialmente la velocità acquisita durante la fase di inflazione per poi rallentare gradualmente per effetto della gravità.

• "il problema dell'orizzonte": l’espansione risulta ovunque uniforme perché al raddoppio della distanza tra due regioni corrisponde quello della velocità con cui esse si allontanano reciprocamente (che viene così a superare abbondantemente quella della luce). Durante le prime fasi dell’inflazione regioni oggi distanti erano invece vicinissime, e quindi ebbero il tempo di interagire; con l’espansione esplosiva dell’era inflazionaria esse si separarono per rientrare in contatto (grazie ai fotoni emessi) soltanto oggi.

• "Il problema della piattezza": espandendosi violentemente lo spazio tridimensionale, il volume racchiuso in ogni centimetro cubico diventa quasi perfettamente piatto, così come una porzione della superficie di una sfera enorme appare piatta ad un osservatore di minuscole dimensioni.
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(42) L'energia racchiusa nei 10^27°K avrebbe pertanto creato le 10^50 tonnellate di materia che si ritiene contenga il nostro universo osservabile.

(43) Le fluttuazioni quantistiche risalgono a 10^-32 secondi dopo il Big Bang.

(44) una prima conferma in realtà venne dai dati raccolti dal satellite COBE nel 1989, di cui ho già scritto in nota 35

(45) Per una trattazione dettagliata circa la radiazione di Hawking vedi il mio precedente post "Leonard Susskind e la sua guerra ventennale per la salvezza della Meccanica Quantistica" pubblicato in 5 parti nel corso del mese di dicembre 2023.

(46) I dati forniti dal satellite Planck hanno permesso di disegnare il seguente grafico: possiamo vedere come la parte puntinata, che rappresenta i dati ottenuti dalle rilevazioni degli strumenti imbarcati, si sovrapponga alla curva continua (che posiziona le predizioni della teoria).

Le oscillazioni nel livello delle variazioni della CMB offrono informazioni sia sulla composizione dell'universo attuale che sul suo futuro, in quanto dipendono (anche) dalla geometria dell'intero universo nel corso della sua evoluzione.

• Il primo picco ci racconta che la forma spaziale dell'universo osservabile non sembra esser curva: qualora tuttavia le 3 dimensioni spaziali si incurvino a formare una ipersfera, questa deve essere incredibilmente grande in quanto il nostro orizzonte cosmologico appare oggi "piatto".

• L'altezza del secondo picco ci dice che la materia ordinaria (protoni e neutroni) ammonta solo al 5% del contenuto totale dell'universo.

• Il terzo picco mostra come l'universo contenga circa il 25% di materia oscura, qualcosa di cui non sappiamo null'altro che il ruolo da essa svolto nella formazione delle galassie.

Infine risulta che la quota mancante (il 70%) non sia costituita da materia, ma da ciò che viene indicato col nome di energia oscura, ritenuta responsabile della progressiva accelerazione dell'espansione dell'universo.

Non ne conosciamo la natura tuttavia sappiamo che, qualora essa si riveli simile alla costante cosmologica "Λ" di Einstein (cioè si tratti di un'energia associata allo spazio vuoto), la sua spinta non si esaurirà come avvenne nel caso dell'inflazione causata dall'inflatone, ma continuerà a far accelerare l'espansione per sempre, guidando così l'universo verso una morte termica.

(47) Una conferma dell'esistenza di tali onde gravitazionali costituirebbe anche la prima prova indiretta dell'esistenza della radiazione di Hawking.

(48) Abbiamo in precedenza spiegato come la presenza della materia in un universo sia il risultato dell'enorme energia accumulata durante l'inflazione (l'energia si trasforma in calore e quindi in materia secondo la nota equazione E=mc^2).

Uno scatto inflazionario di minor intensità porterebbe fornire un livello di energia in grado di produrre troppo poca materia, o addirittura un universo vuoto destinato a collassare su sé stesso in un breve tempo.

(49) Solo stati con un livello di complessità (disordine) sufficiente possono dar luogo ad un cosmo abitato da forme di vita; al contrario un universo costituito soltanto da un plasma di gas omogeneo (basso grado di entropia) non può contenere forme complesse in grado di riprodursi.

(50) Non è questa l'unica predizione che pone l' "ipotesi assenza di confini" in una posizione difficile da difendere.

Nel corso del nostro incontro a Genova, Thomas Hertog mi spiegava come il "modello a scodella" di Hawking sia da vedersi come un "evento di creazione" - (là dove invece la prospettiva della Top Down Cosmology lo considera "un viaggio a ritroso nel tempo per arrivare ad una conclusione del passato") - che, tra l'altro, prevede l'esistenza di un antiuniverso.

La Top Down Cosmology, come vedremo, oltre a far a meno dell'esistenza di un antiuniverso predice la nascita di un universo dotato di grande inflazione e di molte galassie, in accordo con le osservazioni condotte relativamente a quello in cui viviamo.

(51) Gli universi che non producono osservatori non contano nel momento in cui si confrontano le nostre teorie con le nostre osservazioni.