DomandePerché esiste qualcosa anziché il nulla?Un universo può sorgere per effetto tunnel quantistico da uno stato senza spazio né tempo
Perché esiste qualcosa anziché il nulla?La fisica risponde

Un universo può sorgere per effetto tunnel quantistico da uno stato senza spazio né tempo

La creazione di universi dal nulla (Vilenkin)

Alexander Vilenkin nato nel 1949Cosmologo che nel 1982 propose che un universo potesse sorgere per effetto tunnel quantistico dal «nulla».
Vedi la scheda
Che cosa sostiene

Dunque un universo può nascere dal nulla mediante un processo descritto dalla fisica quantistica, senza materia né spaziotempo preesistenti.

Perché

Nella fisica quantistica, un piccolo universo può sorgere per effetto tunnel da uno stato senza spazio né tempo, per poi crescere per inflazione.

La stessa idea attraverso la storia
Alexander Vilenkin1982Vilenkin propone un modello in cui l'universo nasce per effetto tunnel quantistico «da letteralmente nulla» in uno spazio di de Sitter, senza singolarità iniziale né condizione iniziale.
Stephen Hawking2010Hawking e Mlodinow sostengono che la gravità permetta all'universo di crearsi da sé a partire dal nulla.Lawrence M. Krauss2012Krauss presenta al grande pubblico l'idea che un universo possa nascere dal vuoto quantistico.
In breve

«Un universo può sorgere per effetto tunnel quantistico da uno stato senza spazio né tempo» è un argomento di Alexander Vilenkin (Creation of universes from nothing, 1982, 1982) sulla domanda «Perché esiste qualcosa anziché il nulla?» (risposta: la fisica risponde). La sua tesi: Dunque un universo può nascere dal nulla mediante un processo descritto dalla fisica quantistica, senza materia né spaziotempo preesistenti. Secondo la verifica logica di AskPhilosophy (solutore Z3), l'argomento è valido solo se si ammette una premessa che l'autore non formula (P4). AskPhilosophy presenta 2 obiezioni, 2 delle quali con una risposta documentata, e il testo originale di ciascuna premessa, verificato parola per parola.

Creation of universes from nothing, 1982
Valido con una premessa implicita

Nel 1982 il fisico Alexander Vilenkin pubblica un articolo intitolato «Creation of universes from nothing». Vi propone un modello di cosmologia quantistica: l'universo nasce per effetto tunnel, come una particella che attraversa una barriera, da uno stato che egli chiama «nulla». Nei testi successivi Vilenkin precisa questa parola: uno stato privo di spazio e tempo classici. Dopo la nascita, l'universo attraversa una fase di inflazione. L'argomento non dice che prima non ci sia «proprio nulla»: dice che la fisica quantistica descrive un inizio senza materia né tempo precedenti. Una precisazione: lo stesso Vilenkin osserva che la funzione d'onda dell'universo dipende da condizioni al contorno che vanno postulate come una legge fisica, che si spera un giorno possa essere dedotta da una teoria fondamentale.

P1Per comprendere l'inizio dell'universo, possiamo trattarlo con la fisica quantistica e descriverlo con una funzione d'onda, anziché con uno spaziotempo classico.
P2In questa descrizione, un piccolo universo chiuso può sorgere spontaneamente, per effetto tunnel, da uno stato senza spazio né tempo classici.
P3Una volta nato, questo universo attraversa una fase di inflazione che lo conduce all'universo attuale. Il modello non richiede né una singolarità iniziale né una condizione iniziale.
P4 · premessa implicitaUno stato senza spazio né tempo classici è davvero un «nulla» nel senso rilevante per la questione: non vi sono materia, luogo o durata preesistenti da spiegare.
Dunque un universo può nascere dal nulla mediante un processo descritto dalla fisica quantistica, senza materia né spaziotempo preesistenti.

clicca su una premessa per rifiutarla

Se accetti tutte le premesse, la logica ti obbliga ad accettare la conclusione. Il dibattito riguarda dunque le premesse.
Verificato da un solutore logico: è impossibile che tutte le premesse siano vere e la conclusione falsa.
Senza la premessa implicita: Senza P4, il computer trova un caso in cui l'universo nasce per effetto tunnel da uno stato senza spaziotempo classico, ma in cui tale stato contiene ancora leggi e campi: questo non è «nulla».
Valido con P4. La premessa nascosta è quella oggetto di discussione: chiamare «nulla» uno stato senza spaziotempo classico è una scelta di definizione. Se «nulla» significa anche senza leggi né campi, la conclusione non segue. Questo non è un errore logico dell'argomento, ma il cuore del disaccordo.
Analogia. Una particella che attraversa una barriera che non ha energia sufficiente per superare: nella fisica quantistica questo accade con una certa probabilità. Vilenkin applica l'idea all'intero universo. L'immagine è nostra.

Obiezioni

2

Ogni obiezione è una conversazione: clicca per vedere chi risponde e a che punto è il dibattito.

D
David Albert 2012 · attacca la premessa 4

Albert, filosofo della fisica, risponde a proposito di un altro libro (quello di Krauss) che il vero equivalente del «nulla», nelle teorie quantistiche dei campi, sarebbe l'assenza stessa dei campi. Uno stato senza spaziotempo classico, ma descritto da una funzione d'onda e da leggi, resta «qualcosa».

Vilenkin risponde
Alexander Vilenkin 2002 · Precisazione di Vilenkin (2002)
Vilenkin precisa che cosa intende per «nulla»: uno stato senza spazio né tempo classici. Questo testo precede la critica di Albert e non le risponde: mostra che Vilenkin non usa la parola nel senso di un'assenza di tutto.
Il dibattito continua (nostra sintesi) Il disaccordo è dunque in prima battuta verbale: resta da stabilire se anche le leggi e la funzione d'onda debbano essere spiegate, cosa che Vilenkin lascia aperta (nostra sintesi).
A che punto è il dibattito (nostra sintesi)Il disaccordo riguarda il significato della parola «nulla». Se significa l'assenza di spazio e tempo classici, il modello ne è un esempio; se significa l'assenza di tutto, leggi comprese, non lo è. Questa divergenza di definizione non è risolta (nostra sintesi).
Gottfried Wilhelm Leibniz 1714 · attacca la conclusione

La ragione sufficiente non può trovarsi nella serie delle cose contingenti. Anche se si chiama «nulla» lo stato di partenza, bisogna dire perché esistono queste leggi e questa funzione d'onda piuttosto che altre o nessuna. Questa non è una replica di Leibniz a Vilenkin, che non ebbe mai luogo, ma la forma moderna del suo principio di ragione.

Vilenkin risponde
Alexander Vilenkin 2002 · Vilenkin sulle leggi (2002)
Vilenkin riconosce che le condizioni al contorno della funzione d'onda dell'universo devono essere poste come una legge fisica indipendente, dibattuta da quasi vent'anni, e dice di sperare che un giorno venga dedotta dalla teoria fondamentale.
A che punto è il dibattito (nostra sintesi)Punto aperto: la fisica descrive come un universo possa nascere da uno stato privo di spaziotempo, ma presuppone delle leggi. Se l'esistenza di queste leggi richieda una spiegazione è una questione che entrambi gli schieramenti ritengono ancora aperta (nostra sintesi).