Universo ecpirotico: differenze tra le versioni
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[[File:D3-brane et D2-brane.PNG|thumb|I mondi-brana: brane parallele a tre dimensioni ([[d-brane]]) composte da brane a due dimensioni ([[p-brane]]), a loro volta contenenti le [[stringa (fisica)|stringhe]]; nella figura, una stringa le collega, e le due brane possono accidentalmente collidere in un Big Splat ecpirotico]]
{{torna a|Mondo-brana}}
Il '''modello di universo ecpirotico''', in originale ''ekpyrotic universe'' o ''ekpyrotic scenario'' (dal termine [[filosofia|filosofico]] "[[ecpirosi]]", in [[Lingua greca antica|greco antico]] «[uscito] fuori dal fuoco», nel significato di "conflagrazione universale", "fine del mondo in un grande incendio cosmico" da cui rinasce un nuovo mondo), chiamato anche '''modello di Steinhardt-Turok''' (dal nome dei due ideatori) o '''Big Splat''' ("grande schiacciamento") è un modello cosmologico che è stato proposto dai fisici teorici [[Paul Steinhardt]] e [[Neil Turok]], nell'ambito della [[teoria delle stringhe]], in particolare del [[mondo-brana]] e del [[multiverso]] ([[teoria M]]), e delle teorie dell'[[universo oscillante|universo ciclico]]. Essi si basarono sulle idee di [[Justin Khoury]], [[Gabriele Veneziano]] (autore della [[cosmologia di stringa]]) e [[Burt Ovrut]].
L'evento della collisione gravitazionale tra brane detta Big Splat è vista come un fenomeno antecedente il [[Big Bang]], e un passaggio fondamentale nella formazione del nostro [[universo]], come previsto dal [[universo oscillante|modello ciclico]], modello cosmologico che si contende il primato come tra i più accreditati assieme al [[inflazione (cosmologia)|modello inflazionario]], con cui tuttavia non è in netto contrasto (non prevedendo però le [[Onda gravitazionale|onde gravitazionali]]), in quanto lo scontro delle brane spiega cosa avvenne prima dell'ultimo Big Bang, non dopo. La [[Interazione gravitazionale|gravità]] della brana vicina è percepita come [[materia oscura]]. L'enorme conflagrazione produrrebbe [[calore]] ed [[energia]] altissimi, tali da generare un'esplosione gigantesca e dare vita ad un intero e nuovo [[universo in accelerazione|universo in espansione accelerata]]; questo aumento di velocità sarebbe effetto di una [[costante cosmologica]] ([[energia oscura]], residuo della collisione gravitazionale), per terminare, e così all'infinito, in una nuova collisione e un nuovo Big Bang. A differenza dell'[[Inflazione (cosmologia)|inflazione cosmica]], però, il modello ecpirotico elimina completamente la [[singolarità gravitazionale|singolarità]] ed è considerato parzialmente una teoria di [[cosmologia non standard]], anche se rispetta comunque i parametri del [[modello Lambda-CDM]] e di quello del Big Bang, non rientrandovi completamente.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Jean-Luc
== I due protouniversi e la collisione ==
Il punto fondamentale di questa teoria è considerare il [[Big Bang]] come un momento importante nella formazione del nostro universo, ma non come momento iniziale e unico.<ref name=corriere/>
Secondo i teorici del Big Splat, prima della grande esplosione vi sarebbero stati due "protouniversi" separati, entrambi perfettamente piatti secondo le leggi della [[geometria euclidea]] ed estesi, come il nostro, su quattro [[Dimensione|dimensioni]] (tre spaziali e una temporale). Essi sono piatti, in quanto questa è la più accreditata [[forma dell'universo]]. In questi due universi non vi sarebbe stata materia come oggi la intendiamo, bensì [[Onda gravitazionale|onde gravitazionali]].<ref name=corriere/> Queste brane fluttuerebbero in un [[iperspazio]] detto anche "bulk".
Per far sì che questo modello funzioni, è necessario considerare le [[particella (fisica)|particelle]] non più come unità puntiformi adimensionali, con i problemi che ne conseguono e che sono indicati dalla [[meccanica quantistica]], ma come [[stringa (fisica)|stringhe]] ad una dimensione.<ref name=corriere/> Queste stringhe introducono l'esistenza di ulteriori dimensioni (11 in totale) e una in particolare, la settima di quelle extra (oltre le prime 4), che dividerebbe i due universi.<ref name=corriere/>
[[File:Bulk.gif|thumb|L'iperspazio detto ''bulk'' e le brane]]
[[File:Surface d'univers.PNG|thumb|left|Superficie di una brana-universo]]
Il Big Splat si sarebbe verificato quando i due universi preesistenti avrebbero avuto una collisione gravitazionale, o meglio delle collisioni in più parti (a causa di alcune [[Fluttuazione quantistica|fluttuazioni quantistiche]] casuali), arrivando così, in uno dei due che sarebbe poi diventato il nostro universo, a causare il [[Big Bang]].<ref name=corriere/> Al momento del Big Splat alcune parti dei due Universi colliderebbero infatti in anticipo rispetto ad altre, formando una quantità non uniforme di radiazione (la stessa non-uniformità viene spiegata nel modello inflazionario a causa di fluttuazioni quantistiche nel campo dell'inflatone). Questo modello, apparentemente assurdo, ha solide basi nella [[teoria M]], secondo la quale la settima dimensione dovrebbe trovarsi compressa fra due brane: nel modello ciclico, i due universi in continua collisione sono separati proprio dalla settima dimensione. L'altro protouniverso avrebbe continuato ad esistere indipendentemente o collimare anch'esso in un analogo Big Bang.<ref name=corriere/>
Il nostro universo, una brana tridimensionale (una delle due o una terza brana invisibile di nuova formazione), è quindi in continua collisione con un universo parallelo separato da una brevissima distanza nelle dimensioni extra. Con un periodo di qualche migliaio di miliardi di anni (circa 1 [[bilione
Turok e Steinhardt hanno fatto anche riferimento al racconto di [[Isaac Asimov]] ''[[L'ultima domanda]]'' per spiegare a livello divulgativo la loro teoria.<ref name=asimov>
{{citazione|Per un altro intervallo senza tempo, AC pensò come potesse al meglio approdare a una conclusione. Organizzò con cura il programma. AC metteva insieme con cognizione di causa tutto ciò che un tempo era stato un Universo e ponderava ciò che ora era un Caos. Un passo dopo l'altro, una soluzione ci dev'essere. Ed ecco che AC disse: «Sia fatta la luce!» E la luce fu fatta.|I. Asimov, ''L'ultima domanda''}}
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== Dimensioni extra ==
Le [[Dimensione extra|dimensioni extra]] introdotte con le stringhe sarebbero rimaste secondo la teoria "arrotolate" su loro stesse nei secondi immediatamente successivi il Big Bang, rimanendo confinate in uno spazio ridottissimo e quindi non percepibile ai nostri sensi.
Queste dimensioni invisibili giacerebbero inestese nel [[Macrocosmo e microcosmo|microcosmo]] e non sarebbero, in teoria, più piccole della [[lunghezza di Planck]], detta anche lunghezza di stringa.<ref name=corriere/> Le dimensioni extra delle stringhe, finora non rilevate, si contrarrebbero ad un certo punto sotto l'effetto della gravità delle brane, generando una nuova collisione e un nuovo Big Bang.
==Il multiverso==
A differenza del modello più accreditato dell'[[Inflazione (cosmologia)|inflazione cosmica]] ([[inflazione eterna]]), il modello non postula per forza un [[multiverso]] non osservabile, ma un ciclo continuo che dà vita al nostro universo, e solamente (almeno nella teoria iniziale) due proto-universi a membrana. Tenta perciò di unire, nell'ambito della teoria delle stringhe
== La materia e l'energia oscura ==
[[File:Brane and dark matter.svg|thumb|left|Le brane e la materia oscura]]
Nella teoria del mondo-brana e dell'universo ecpirotico, la [[materia oscura]] non è altro che la forza di [[Interazione gravitazionale|gravità]] di un'altra brana e della materia ordinaria da essa contenuta, vicina ma invisibile, costituita da stringhe; alcune di queste stringhe sono visibili come particelle e collegano le brane,
L'[[energia oscura]] è invece un'energia repulsiva prevalente nei proto-universi come una sorta di "gravità extra"<ref>
L'energia oscura inizialmente deriva dalle precedenti collisioni, rappresentando un residuo dell'attrazione gravitazionale e un'[[energia del vuoto]], non una forza a sé stante. Anche per effetto della gravità dell'altra brana, essa aumenta l'accelerazione di espansione quando le brane lentamente si avvicinano, esaurita la spinta della collisione ([[costante cosmologica]]). Materia oscura ed energia oscura quindi hanno una comune origine, nella gravità del mondo-brana invisibile.<ref>{{Cita libro|nome1=Dave
Tramite una sorta di [[selezione naturale cosmologica]] nello spazio, nella variante a [[multiverso]] ([[teoria M]]), oppure una selezione nel tempo, il nostro universo si sarebbe evoluto e sarebbe sopravvissuto e ospitale per la vita dei suoi componenti, con un perfetto equilibrio delle forze, come la [[Interazione gravitazionale|gravità]].
== Critiche ==
Alcuni criticano il Big Splat ed il modello ciclico in quanto ritenuto una versione, seppur particolare, della teoria del [[multiverso]], sviluppatasi tramite varie interpretazioni dal dopoguerra in poi, e una derivazione della teoria delle stringhe, ritenuta priva di [[Principio di falsificabilità|falsificabilità]] e non scientifica.<ref name=corriere/>
== Sperimentazioni ==
{{vedi anche|Teoria_delle_stringhe#Possibili_prove}}
In primo luogo, una conferma sperimentale della [[teoria delle stringhe]], ed in particolar modo della [[
===Le onde gravitazionali===
Il modello ciclico può essere sottoposto a sperimentazioni in grado di dimostrarne la validità. In primo luogo, il modello ciclico si basa interamente sulla teoria M e, più in generale, sulla [[teoria delle superstringhe]]: se quest'ultima teoria venisse invalidata dai dati sperimentali, il modello ciclico e la stessa teoria dei mondi-brana risulterebbero false. In secondo luogo, un esperimento più diretto per confermare il modello inflazionario, ed invalidare la teoria dei mondi-brana, potrebbe essere effettuato da sonde in grado di rivelare le onde gravitazionali: secondo il modello inflazionario, infatti, le oscillazioni dell'[[inflatone]] hanno portato a distorsioni dello spazio-tempo (delle [[Onda gravitazionale|onde gravitazionali]]) percepibili anche nell'Universo attuale, mentre nel modello ciclico il Big Splat non origina onde gravitazionali. Una verifica del modello ciclico che ne confermi la validità potrebbe rappresentare una prova sperimentale a favore della stessa [[teoria delle superstringhe]].
In riferimento ai dati di [[BICEP|BICEP2]] del marzo 2014 che confermerebbero la veridicità della teoria inflazionaria (cosa che ha fatto abbandonare la sua teoria a Steinhardt, che è tornato a sostenere l'inflazione, salvo poi cambiare nuovamente idea dopo poco), [[Michio Kaku]], esperto di teoria M, afferma che il Big Splat non contraddice l'inflazione o il Big Bang, bensì vuole dare una spiegazione del perché siano avvenuti, occupandosi di ciò che avvenne prima della nascita dell'attuale universo.<ref>
===Le possibili sperimentazioni===
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* si verificasse una predizione della teoria delle stringhe o delle superstringhe
Anche esperimenti astronomici potrebbero fornire validità a queste teorie. Affermando che la struttura fondamentale della natura è fatta di stringhe e non di punti, la teoria delle stringhe stabilisce la scala minima con cui possiamo considerare il mondo (la lunghezza delle stringhe). Per provare a risolvere questa dicotomia, un gruppo di fisici della Towson University ha sostenuto che, calcolando le posizioni dei pianeti del [[sistema solare]], i ricercatori possano trovare nuovi limiti oltre i quali è possibile misurare gli effetti della teoria delle stringhe, trovando allo stesso tempo prove della violazione del [[principio di equivalenza]] [[
==Le fasi del multiverso ecpirotico secondo Turok==
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#possibile inflazione;
#formazione del nostro universo (nella nostra brana) e di possibili altri universi;
#possibile nuovo scontro tra brane e "amnesia cosmica", con nuovo universo.<ref name=corriere>
== Note ==
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==Bibliografia==
* {{Cita libro|autore=[[Brian Greene]]
* {{cita libro|autore=[[Brian Greene]]
* {{Cita libro|autore=[[Michio Kaku]]
* {{Cita libro|autore1=[[Paul Steinhardt]]
== Voci correlate ==
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