Stato di Hartle-Hawking
teoria fisica sull'origine dell'universo / Da Wikipedia, l'enciclopedia encyclopedia
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Lo stato di Hartle-Hawking (o teoria dello stato senza confini, noto anche con la locuzione inglese no-boundary proposal, cioè proposta senza confini) è una teoria fisica e un modello cosmologico sull'origine dell'universo, nell'ambito del modello standard del Big Bang, ipotizzata da James Hartle e Stephen Hawking a partire dal 1983, in seguito con l'apporto anche di Thomas Hertog.[1]
In questa teoria il Big Bang non deriva da una singolarità gravitazionale iniziale ma da uno "stato iniziale senza confini" (da cui il nome di no-boundary proposal), descritto come una sorta di "cupola". L'universo - o meglio, uno stato primordiale a densità altissima di energia e temperatura, assai simile a un buco nero[2] - sarebbe quindi autosufficiente e auto-creato, mentre lo spaziotempo si sarebbe espanso ad un certo punto, per un evento come la fluttuazione da questo falso vuoto di tipo quantistico.[3]
Lo stato di Hartle-Hawking si collocherebbe cronologicamente come periodo precedente all'era di Planck e all'inflazione. Esso è inoltre descritto come l'inizio dell'universo o del multiverso, oltre il quale non ha senso domandare cosa esistesse prima: affermare che esistesse il nulla è un controsenso in termini. Il Big Bang sarebbe quindi una fase successiva a questo stato eterno precedente a tutto, essendo come un confine di una sfera o ellissoide; non si potrebbe viaggiare prima di esso (se non esiste il multiverso), come non si può essere più a nord del polo terrestre.
In seguito Hawking ha sviluppato l'idea aggiungendo una cosmologia top-down ispirata all'interpretazione a molti mondi della meccanica quantistica. Con l'adesione alla teoria M, ipotetica teoria del tutto, infine, ha perfezionato l'idea ipotizzando un multiverso inflazionario limitato[4] e adattandola alla teoria delle superstringhe, sostenendo che prima del Big Bang il tempo (come le altre dimensioni secondo la teoria delle stringhe), era "ripiegato" e curvo su sé stesso, avvicinandosi a raggiungere il niente (a una grandezza uguale o inferiore alla lunghezza di Planck, nella cosiddetta dimensione compattata), «ma non è mai stato il niente [...] non c'è mai stato un Big Bang che ha prodotto qualcosa dal nulla. Sembra così soltanto da una prospettiva umana [...] gli eventi precedenti al Big Bang sono semplicemente non definiti, perché non c'è modo di misurare che cosa sia successo a tali eventi. Poiché gli eventi avvenuti prima del Big Bang non hanno conseguenze osservazionali, si possono anche tagliare fuori dalla teoria, e dire che il tempo è iniziato con il Big Bang».[5]