Gli universi che generano “cervelli cosmici” dovrebbero andare sul lastrico

Di Anil Ananthaswamy

Frédéric Lecloux/Agence VU/Camerapress

FIDATEVI dei vostri sensi. Qualsiasi teoria che permette a cervelli bizzarri di comparire a caso non può essere una descrizione valida dell’universo.

Questo potrebbe sembrare ovvio, ma tali osservatori coscienti, chiamati cervelli di Boltzmann, sono inevitabili in certe versioni della cosmologia. Un nuovo lavoro che pretende di bandire tali teorie non solo suggerisce che il tuo cervello non è una stranezza, ma ci dice anche quali strutture per il cosmo sono le più solide.

La nozione di un cervello di Boltzmann è costruita sull’idea del fisico del XIX secolo Ludwig Boltzmann che l’entropia di un sistema chiuso – una misura del suo disordine – aumenta sempre. Ci sono molti più modi per essere disordinati che ordinati, quindi è molto più probabile che il sistema vada verso il disordine. Ma c’è sempre una probabilità infinitesimale che un sistema fluttui improvvisamente dal disordine all’ordine.

Inoltre, sappiamo che l’espansione del nostro universo sta accelerando, e la visione standard è che la misteriosa energia oscura ne sia responsabile. Se l’energia oscura rimane costante nel tempo, l’universo si espanderà per sempre.

“Se hai letteralmente un’eternità da aspettare, avrai essenzialmente ogni singola cosa possibile che fluttua nell’esistenza”, dice Sean Carroll del California Institute of Technology di Pasadena. Questo include i cervelli di Boltzmann.

L’idea è che dato un tempo infinito, più cervelli fluttueranno nell’esistenza che si evolveranno, quindi la maggior parte degli osservatori coscienti sarebbero il risultato di fluttuazioni. In un universo così vecchio, quindi, le probabilità sono che anche noi siamo tali cervelli.

Carroll non è un fan dei cervelli di Boltzmann, e ora pensa di poter dimostrare che sono un ponte troppo lontano.

Se il nostro cervello ha fluttuato spontaneamente nell’esistenza, ragiona, allora dobbiamo vivere in un futuro molto lontano, poiché l’universo ha bisogno di un tempo quasi infinito perché tali fluttuazioni diventino una realtà. Ma le nostre misurazioni suggeriscono che l’universo è iniziato solo 14 miliardi di anni fa.

Questa discrepanza significa che se siamo davvero cervelli di Boltzmann in un universo vecchio, allora anche le nostre percezioni sono confuse. “Non avremmo motivo di credere che i nostri ricordi del passato siano accurati”, dice Carroll.

Ha chiamato questo paradosso “instabilità cognitiva”: l’incapacità di fidarsi dei propri processi di ragionamento e memoria. Questo dovrebbe essere sufficiente per escludere tali universi – e i modelli cosmologici che li producono, dice (arxiv.org/abs/1702.00850).

Questo ha implicazioni per le teorie dell’energia oscura. Per esempio, se l’energia oscura si indebolisce nel tempo, allora l’universo potrebbe contrarsi e finire in un “big crunch” – e non diventerebbe mai abbastanza vecchio per formare i cervelli di Boltzmann. Se l’energia oscura è invece costante nel tempo, allora i cervelli di Boltzmann potrebbero spuntare alla fine. Ma se l’universo fluttuerà o meno nel modo necessario dipende dai particolari di una teoria della gravità quantistica, che devono ancora essere elaborati.

Sfatare quelle teorie che portano ai cervelli di Boltzmann può aiutarci a decidere tra idee concorrenti, dice Carroll. Su questa base, è ragionevole che l’universo potrebbe essere diretto verso un big crunch, per esempio.

Raphael Bousso dell’Università della California a Berkeley si è scervellato su questo problema, ed è combattuto sulle idee di Carroll.

“Se una teoria prevede che la stragrande maggioranza degli osservatori siano cervelli di Boltzmann, allora quella teoria è esclusa”, dice. Ma pensa che l’argomento di Carroll introduca una mistica non necessaria. “Non c’è bisogno di nozioni fantasiose come ‘instabilità cognitiva’.”

Questo articolo è apparso in stampa con il titolo “Rifiuta gli universi che portano a cervelli cosmici”

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