Chiudi gli occhi e prova a immaginare il nulla.

Troppo tardi. È probabile che tu abbia già pensato a qualcosa: forse il colore nero, o la parola “niente”, che non è niente.

Pensare al niente potrebbe essere considerato, nel migliore dei casi, una forma di meditazione e, nel peggiore, una totale perdita di tempo. O, lo sarebbe, se non fosse per il semplice fatto che c’è una questione irrisolta nel cuore della fisica che richiede almeno qualche considerazione su questa materia, o sulla sua mancanza: perché c’è qualcosa (il nostro universo) invece di niente?

Il nulla è un concetto così ingannevolmente semplice che abita lo strano incrocio tra scienza, filosofia e lo stesso linguaggio. Come un bambino che chiede “Perché?” fino all’assurdo, cercare di arrivare al fondo di questo problema può essere piuttosto frustrante, così ho arruolato l’aiuto di un fisico e di un filosofo per avere un’idea di cosa – se mai – significa “niente”. A quanto pare, questa è una domanda frustrante anche per gli esperti.

Cos’è il nulla, secondo la fisica?

Sean Carroll è un fisico teorico e cosmologo al California Institute of Technology. Il nulla è stata una sua recente preoccupazione, nella misura in cui si riferisce a qualcosa.

In un recente post sul blog, un episodio del podcast e un capitolo della Routledge Companion to the Philosophy of Physics, tutti intitolati “Why Is There Something, Rather Than Nothing? Carroll ha cercato di rispondere a questa domanda nei termini più semplici possibili.

“La scienza e la filosofia si occupano di chiedere come sono le cose e perché sono come sono. Sembra quindi naturale fare il passo successivo e chiedere perché le cose sono”, ha scritto nel capitolo. “La nostra esperienza del mondo, che è confinata ad una frazione straordinariamente piccola della realtà, non ci lascia ben equipaggiati per pensare in modo appropriato alla questione della sua esistenza.”

Il vero nulla è molto diverso dal semplice “spazio vuoto”, anche se questa potrebbe essere una definizione utile e quotidiana, mi ha detto Carroll in una recente chiamata Skype.

“Nella teoria quantistica dei campi, che pensiamo sia il nostro miglior modo di descrivere l’universo che abbiamo ora, lo spazio vuoto è piuttosto interessante”, ha spiegato. “Anche se è il più vuoto possibile, ci sono ancora meccaniche quantistiche che sono in uno stato di energia zero e non fanno nulla. Ma si potrebbe sondare il vuoto, come fa la fisica delle particelle, e scoprire le sue proprietà.

“Lo spazio vuoto è un posto molto interessante nella fisica moderna; c’è molto da fare, mentre, se fosse nulla, non ci sarebbe nulla da fare”, ha detto.

“Probabilmente è meglio pensare al nulla come all’assenza di spazio e tempo, piuttosto che allo spazio e al tempo senza nulla al loro interno”

Gli stati quantistici sono funzioni d’onda che misurano i livelli di energia imprevedibili di atomi e particelle con un alto grado di precisione. Un sistema meccanico quantistico nel suo stato di energia più basso potrebbe assomigliare molto al nulla, anche da un punto di vista matematico, ma ci sarebbero comunque minuscole particelle ed energia che rimbalzano all’interno.

Che si tratti di un buco nel terreno o delle vaste distese di spazio tra i corpi celesti, questi spazi “vuoti” sono riempiti da qualcosa che ha proprietà fisiche. Quel vuoto non è il nulla, almeno per quanto riguarda Carroll e i suoi contemporanei.

Ma questo è solo un modo di capire questo problema. L’altro è ancora più sconvolgente: l’assenza totale di spazio-tempo, “vuoto” o altro.

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“Proprio il nulla – non un vuoto da teoria quantistica – solo l’assenza di qualsiasi cosa”, ha detto Carroll. “Dato che siamo in un mondo post relatività generale, sappiamo che lo spazio e il tempo non sono fissi e assoluti; sono dinamici. Einstein ha detto che lo spazio e il tempo sono deformati dall’energia, quindi è probabilmente meglio pensare al nulla come all’assenza di spazio e tempo, piuttosto che allo spazio e al tempo senza nulla al loro interno. C’è una grande differenza tra lo spazio vuoto e il nulla.”

Anche se è importante tenere a mente questa definizione di nulla, ha aggiunto Carroll, non è davvero utile al campo della fisica. “‘Qualcosa’ è interessante; il nulla è interessante solo nella misura in cui è l’assenza di qualcosa”, ha detto.

In definitiva, Carroll ha detto che non sta perdendo il sonno per la domanda “Cos’è il nulla?

“Penso che la domanda “Perché c’è qualcosa piuttosto che niente?” sia interessante, ma la risposta probabilmente è: “È così e basta”, ha concluso. “Probabilmente non c’è niente di più profondo. Non è che il nulla sia un’incognita misteriosa; è solo l’assenza di qualcosa. Questo è tutto quello che c’è da dire al riguardo. Non c’è altro da imparare sul nulla. Tutto quello che c’è da imparare è su qualcosa.”

Cos’è il nulla, secondo la filosofia?

La scienza non ha il monopolio del nulla. Jim Holt è un filosofo che ha scritto su una vasta gamma di argomenti scientifici, dalle origini dell’universo a una storia filosofica delle barzellette. Ha anche affrontato la meccanica quantistica e il nulla in un TED Talk intitolato “Why does the universe exist?”

Per Holt, il nulla puro non è solo intelligibile per la mente umana, ma descrivibile usando il ragionamento filosofico, che è un altro ottimo punto di partenza per chi sta rimuginando su questa domanda. Egli sostiene che il “nulla” – non lo spazio vuoto pieno di cose invisibili, come sostenuto dalla fisica quantistica, ma letteralmente il nulla – può essere facilmente descritto usando solo la logica formale.

“Si può descrivere coerentemente uno stato di nulla; è facile da fare”, mi ha detto Holt al telefono. “È uno stato in cui tutto non è auto-identico. Se per tutti gli x, x è disuguale a x; questa frase in logica descrive uno stato di nulla. Non aiuta l’immaginazione, ma non dà luogo ad alcuna contraddizione. Può essere vera solo se non esiste nulla, perché se esiste qualcosa, è uguale a se stessa. “

“Non sono mai stato in grado di comprendere completamente il nulla, ma posso avvicinarmi ad esso quando guardo il bowling professionale in televisione”

Utilizzare il ragionamento scientifico per capire come qualcosa sia emerso dal nulla, sostiene Holt, è il tentativo di un fisico di rispondere ad una domanda metafisica. In particolare, egli si oppone alla teoria quantistica dei campi, che postula che l’universo possa essere esploso da un vuoto quantistico grazie all’inflazione.

La teoria dell’inflazione fu inizialmente proposta come una sorta di addendum alla teoria del Big Bang negli anni ’80. Essa sostiene che l’inflazione cosmica ha spinto l’universo dalla scala quantistica a quella astronomicamente enorme in un periodo di tempo molto breve (tra 10-35 secondi e 10-33 secondi dopo il Big Bang), dando origine alla scala e alla struttura dell’universo in cui viviamo ora.

Ma se l’universo è sorto dal nulla, secondo un insieme di leggi fisiche, allora da dove vengono queste leggi? Esistevano prima dell’universo? Se è così, non significherebbe che l’universo non è emerso dal nulla? “Le leggi della teoria quantistica dei campi possono evocare un mondo dall’abisso, quindi sono entità molto misteriose. Ma sono comunque entità. Non sono il nulla”, mi ha detto Holt.

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Cos’è allora il nulla? Secondo Holt, anche se non possiamo descrivere le sue proprietà – o persino immaginarlo – è plausibilmente il modo in cui le cose avrebbero potuto svolgersi.

“Il nulla è il modo più semplice possibile in cui la realtà potrebbe svolgersi; è il meno arbitrario, perché esclude tutto”, ha detto Holt. “Una volta che lo si prende sul serio, si comincia a pensare: “È così che avrebbe dovuto essere; perché dovrebbe esserci qualcosa piuttosto che niente? Non solo c’è qualcosa, ma c’è un tipo molto particolare di qualcosa che vediamo intorno a noi.”

Se non altro, il nulla è un invito a considerare ciò che esiste – che è qualcosa, per essere sicuri. Il nulla, per tutto il suo nulla, è uno dei bocconi intellettuali più gustosi da masticare.

“È un interessante mix di filosofia, scienza, analisi concettuale e teologia, e decidere i limiti del linguaggio”, ha detto Holt, “Per le persone che sono curiose di questioni intellettuali astratte, è una festa.”

Nulla conta veramente

I nostri cervelli sono cablati per comprendere le cose come entità discrete, ma questo non significa che non possiamo avvolgere la nostra mente intorno all’idea dell’assenza di qualsiasi proprietà. In effetti, farlo può creare un apprezzamento più sfumato dell’universo.

“Penso che sia comprensibile”, ha detto Carroll. “Non pensiamo che l’universo abbia un bordo nello spazio, ma potrebbe aver avuto un inizio – non lo sappiamo per certo, ma è certamente plausibile. Se c’è un momento, e dopo quel momento c’è stato qualcosa, allora dall’altra parte non c’è niente. Si è tentati di dire: ‘Prima di quel momento, non c’era niente’. Ma è meglio dire, ‘Non c’è niente prima di quel momento.'”

Holt ha detto che il nulla può essere intelligibile tramite la logica, ma probabilmente non sarete in grado di visualizzarlo a meno che non abbiate un abbonamento sportivo via cavo. “Non sono mai stato in grado di capire completamente il nulla, ma posso avvicinarmi ad esso quando guardo il bowling professionale in televisione”, ha scherzato.

Questo riferimento al bowling può non avere alcuna validità scientifica o filosofica, ma illustra l’assurdità di cercare di capire ciò che necessariamente non può esistere. Eppure, se non altro, porre una domanda così assurda come “Che cos’è il nulla?” ci ricorda che ci saranno sempre idee al limite della comprensione umana, e umani coraggiosi disposti ad affrontare quell’assurdità e a scavare più a fondo.

“Sono aperto ad avere risposte migliori”, dice Carroll. “La soddisfazione è qualcosa che possiamo sperare, ma non pretendere, quando parliamo dell’universo. Sta a noi come specie coltivare la maturità intellettuale per accettare che alcune domande non hanno il tipo di risposte che sono progettate per farci sentire soddisfatti.”

Quindi, cosa abbiamo imparato qui? Speriamo qualcosa.

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