Il "perché" dell'Universo: "Cantachiarologia"?

Ma 'sto "Principio antropico" che robba é?

A metà del secolo scorso alcuni fisici e cosmologi osservarono che se i valori di certe costanti delle equazioni fossero stati anche solo leggermente diversi, l’universo non avrebbe potuto ospitare stelle, pianeti, chimica complessa e dunque vita. Molte condizioni cosmologiche sembrano “regolate” in modo tale da permettere l’esistenza della vita e, in particolare, dell’uomo: per quanto non siamo al centro cosmologico, c’è comunque una “selezione osservativa”: il fatto che l’universo ci appaia com’è, è condizionato dal fatto che possiamo esistervi come osservatori.

E l'espressione "principio antropico" é nata negli anni 70. In due "versioni":

Principio antropico debole : i valori delle costanti e delle condizioni cosmiche devono essere tali da consentire la comparsa di osservatori, altrimenti non saremmo qui a osservarli .
Principio antropico forte : l’universo deve avere proprietà tali da consentire la comparsa della vita cosciente a un certo stadio

Alle quali se ne aggiunse un terza:
Principio antropico ultimo: deve necessariamente svilupparsi una elaborazione intelligente dell'informazione nell'universo, e una volta apparsa, questa non si estinguerà mai.

Tutti d'accordo, i "professionisti"?.
Manco p'a capa

Ovviamente. Verificabilità e falsificabilità

Detta cosi, sembra, scespirianamente, molto rumore per nulla,. Vediamo in dettglio di cosa si tratta, quali sono le costanti e perché piccolissimi cambiamenti renderebbero impossibile la formazione di stelle, chimica complessa e dunque vita.

1. Costante gravitazionale
Se più grande: le stelle brucerebbero combustibile troppo rapidamente, collassando prima che la vita abbia tempo di svilupparsi.
Se più piccola: non si formerebbero stelle e galassie, solo un gas rarefatto.

2. Forza nucleare forte (quella che governa la coesione dei nuclei atomici).
Se fosse più debole del ~2–3%: il deuterio non sarebbe stabile e quindi niente fusione stellare, niente elementi pesanti.
Se fosse più forte del ~2%: quasi tutto l’idrogeno si trasformerebbe in elio durante il Big Bang, quindi niente stelle “normali”, niente acqua.

3. Forza nucleare debole (quella che regola le reazioni di fusione, il decadimento beta)
Se più debole: il Sole non produrrebbe energia nel modo stabile che conosciamo.
Se più forte: la nucleosintesi primordiale produrrebbe troppe particelle pesanti, impedendo la formazione di idrogeno.

4. Costante cosmologica (quella che determina l’espansione accelerata dell’universo.)
Se fosse anche solo un niente (1 su 10¹²⁰) volte più grande (rispetto alla densità critica): l’universo si sarebbe espanso troppo rapidamente, e non si sarebbero formate le di galassie.
Se fosse un niente più piccola: l’universo sarebbe ricollassato subito.

5. Rapporto massa protone / elettrone ( Fondamentale per la stabilità degli atomi e per la chimica. E' circa 1836)
Cambiamenti del 1% renderebbero instabili molecole essenziali.

6. Carica elettrica elementare o costante di struttura fine (quella che governa l’intensità dell’interazione elettromagnetica. E' circa 1/137)
Se fosse più grande del 4%: la fusione nel Sole sarebbe impossibile.
Se fosse più piccola: non si formerebbero elementi più pesanti dell’idrogeno.

7. Rapporto massa dei quark up/down (quello che determina la stabilità di protoni e neutroni.)
Piccole variazioni impedirebbero la formazione di nuclei stabili (quindi niente chimica).

8. Densità iniziale dell’universo (densità critica)
Se un'enticchietta più grande (1 su 10⁶⁰) si avrebbe un’espansione leggermente più rapida e non si hanno strutture (stelle, galassie etc)
Un'enticchietta più piccola e il nascente universo collassa in fretta su se stesso.

In sintesi:
I margini di variazione sono minimi, spesso dell’ordine di 1% o meno, e nel caso della costante cosmologica addirittura di 1 su 10¹²⁰.
Le costanti sono indipendenti, ma tutte devono rientrare in una strettissima finestra contemporaneamente.
È questo che ha reso il principio antropico oggetto di fascino .

Tutto é previsto per Cantachiaro?
O affinché ci sia "l'osservatore"?

Vassapé.



(segue: quello che ho capito dell'opinione dei "professionisti nella materia". La "soluzione facile" del "deus ex-machina" é nota e non la considero.)

RdC, queste cose le hai studiate in ingegneria?
E c'è chi parla di caso nella comparsa del tutto. Bastano minime variazioni e va tutto a...

Gli studi di ingegneria hanno contribuito al mio habitus mentale e fornito le basi fisico-matematiche. Come sai, leggo molto (e velocemente )
Si, come ho scritto: sarebbero bastate infime variazioni, o anche una sola... e non staremmo qua .

Sulle "Origini" ho scritto altri post.
https://discutere.it/showthread.php?...-bibliografico
https://discutere.it/showthread.php?...ine-della-vita
https://discutere.it/showthread.php?...i-un-ignorante
https://discutere.it/showthread.php?...-tacciano-quot

lavori in corso: é più dura del previsto

...ma perché insisto a invischiarmi in queste avventure? Vassapé...

Le costanti sono indipendenti, ma tutte devono rientrare in una strettissima finestra contemporaneamente.

Questa coincidenza di costanti ha fatto e fa nascere interrogativi sul perché sia cosi' adatto alla nostra vita. Una risposta é il "principio antropico", anzi i principi antropici.
Incominciamo con quello "debole" :

"L’universo deve essere compatibile con l’esistenza degli osservatori che lo descrivono."
Quindi: noi possiamo osservare l’universo solo perché ha condizioni fisiche che rendono possibile la comparsa di vita e di esseri coscienti.
Se le costanti fondamentali della natura, o i parametri cosmologici, fossero diversi, non ci sarebbe vita e quindi nessuno a porsi la domanda.

...ma.....
Il principio antropico debole viene visto da molti fisici come una constatazione banale piuttosto che una spiegazione. È utile come promemoria metodologico (“non sorprendiamoci che i parametri siano compatibili con la vita, altrimenti non saremmo qui”), ma non va scambiato per una teoria scientifica .

Per il nobel Steven Weinberg (Il sogno di un teoria finale), che lo ha usato in maniera pragmatica per predire limiti plausibili della costante cosmologica (ottenendo risultati sorprendentemente vicini a quanto poi misurato) é piuttosto una tautologia. Dire che “l’universo deve essere tale da permettere la nostra esistenza” non spiega nulla, ma semplicemente ribadisce l’ovvio: non offre predizioni verificabili, quindi non é un principio scientifico, ma solo un’osservazione di buon senso.
Roger Penrose (La strada che porta alla realtà) critica l’uso del PAD come scorciatoia. Se ci limitiamo a dire che i parametri fondamentali sono così perché altrimenti non saremmo qui, evitiamo di chiederci se esistano leggi più fondamentali che li fissano.
Stephen Hawking (Breve storia del tempo) lo considera uno strumento metodologico: un promemoria che limita il "terreno di gioco", come Weinberg.

Insomma: non pretende di spiegare perché le costanti fisiche siano quelle che sono, ma evidenzia una condizione necessaria per la nostra esistenza come osservatori.

Per il principio antropico forte...é un po' più complicato. Ed "affascinante" per la sua tendenza alla "metafisica"
...la prossima puntata

Il "principio antropico forte" affronta il problema del fine tuning postulando che la compatibilità dell’universo con la vita non sia una coincidenza ma una necessità strutturale. In altri termini, la vita non è un fenomeno improbabile ma una condizione intrinseca, inevitabile dell’universo.

E' sostenuto dai teleologi-finalisti (ovviamente), ma non fa l'unanimità dei fisici. Tuttaltro : rientra solo (come elemento statistico) nelle teorie dei multiversi.
Nelle teorie delle stringhe e del "Paesaggio cosmico" esistono circa 10^500 possibili configurazioni, ciascuna con valori diversi delle costanti. Quindi il nostro non è speciale: semplicemente noi ci troviamo in quello che consente la vita.
Su stringhe, paesaggio cosmico, multiversi etc, non mi soffermo. Non é il tema, ne sono totalmente ignorante e si tratta piuttosto di ipotesi anziché di teorie.

Ma, allora, tutti i "no-antropico", come spiegano/giustificano questa "strana particolarità e coincidenza" ?

Escludendo il principio antropico e le ipotesi di multiverso, la ricerca scientifica si è mossa lungo due linee principali: quella “evoluzionistica-cosmica” e quella “critica della naturalità”, che dubita persino che il problema del fine-tuning esista davvero.

Lee Smolin ha proposto la "selezione naturale cosmologica": gli universi nascerebbero nei buchi neri, ognuno con costanti leggermente diverse. Quelli più efficienti nella produzione di buchi neri si moltiplicherebbero, generando un meccanismo simile alla selezione naturale. L’assetto delle costanti non sarebbe quindi casuale, ma il risultato di una pressione evolutiva cosmica.
Penrose, dal canto suo, punta tutto sul problema dell’entropia iniziale. Secondo i suoi calcoli, lo stato ordinatissimo del Big Bang ha una probabilità ridicola (1 su 10^10^123). Come giustificarlo? Con la sua Conformal Cyclic Cosmology (CCC): l’universo non comincia dal nulla, ma rinasce ciclicamente. La fine di un eone diventa l’inizio del successivo, e le condizioni speciali si spiegano come necessarie in questo eterno riciclo. È un po’ come pensare al cosmo come a una fenice matematica: risorge sempre dalle proprie ceneri.

In entrambi i casi il fine-tuning è riconosciuto come reale, ma viene attribuito a meccanismi interni di selezione o di riciclo cosmico.

Un secondo filone nasce dalla fisica delle particelle. Per decenni il “principio di naturalità” ha guidato la ricerca: "in una buona teoria i parametri fisici non dovrebbero richiedere cancellazioni estremamente precise tra quantità enormi". Il caso emblematico è la massa del bosone di Higgs, che sembrava richiedere un fine-tuning artificioso di due numeri enormi che si annullano quasi perfettamente per produrre un valore minuscolo.
Supersimmetria ed altre teorie erano state proposte come soluzioni e il Large Hadron Collider (LHC) del CERN di Ginevra era atteso come banco di prova.
I risultati sperimentali non hanno confermato alcuna nuova fisica oltre il Modello Standard. Di conseguenza, molti ricercatori al CERN ridimensionano o negano il problema stesso .
Non solo : studi recentissimi ipotizzano che le costanti fisiche potrebbero non essere “fisse fin dall’inizio”, ma essersi evolute nel tempo in modo simile alla selezione naturale e che non tutti i casi attribuiti a fine-tuning sono formalmente verificabili.

In altre parole: stiamo discutendo di un “problema” che esiste solo perché forse abbiamo usato lenti sbagliate.
Il "mistero" delle costanti chimiche si é risolto all'arrivo della meccanica quantistica: l'evoluzione della conoscenza ci darà la risposta.

E, forse, la natura “è così", punto.


Allora, é la "prova" di un "disegno intelligente" finalizzato a far si che io scriva queste svanverate?
Si, come per il gallo Cantachiaro.


Penrose:"La strada che porta alla realtà."
"Numeri, teoremi & minotauri"

Smolin: "La vita del cosmo"
"L'universo senza stringhe"

Ci sarebbe anche una terza versione del Principio Antropico, e che sarebbe il Principio Antropico Ultimo: lDeve necessariamente svilupparsi Una, elaborazione intelligente dell'informazione nell'universo, e una volta apparsa, questa non si estinguerà mai.

Io ero rimasta ai primi due, forte e debole

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Ne avevo accennato, ma in quello che ho letto (fisica, più o meno divulgativa), non ne ho trovato traccia. Forse in testi di teleologi o nel famoso/famigerato libro di cui

https://discutere.it/showthread.php?...i-amati/page41
https://discutere.it/showthread.php?...to-in-italiano

che non ho letto.

Allora non avevo memorizzato tuo accenno al terzo.

Lo formularono J. Barrow e F. Tipler.

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A proposito della possibilità di eventi improbabili, vi propongo un raccontino.
Un certo anno, nel secolo scorso prima della Guerra, in un locale della Capitaneria di Porto di Napoli, per un breve periodo estivo, tre persone lavoravano in uno stesso grande locale. Un Ufficiale superiore di Marina Militare (Comandante del Porto), un sottufficiale di MM ed un giovane impiegato civile. Tre persone di età, origine geografica e ceto sociale diversissimi. A fine estate, le loro strade si separarono.
Qual'é la probabilità che, 50 anni dopo, tre nipoti (di età, ceto e origine geografica diversissime) si ritrovino per un'estate in una camerata di una scuola di artiglieria in Umbria, come i nonni a Napoli?
E' avvenuto.
"Disegno intelligggggiente" o casualità?
vassapé