La cosmologia quantistica è una branca della fisica teorica che tenta di comprendere l’universo su scala quantistica, piuttosto che classica. Sebbene all’inizio possa sembrare assurdo descrivere qualcosa di fondamentalmente grande come l’universo attraverso una branca della fisica che si concentra tipicamente sul mondo del microscopico, la cosmologia quantistica può effettivamente aiutare a spiegare le principali questioni che stanno alla base della comprensione dell’universo. Uno degli obiettivi primari della cosmologia quantistica è spiegare lo stato dell’universo al momento del Big Bang, poiché molte proprietà dell’universo possono essere spiegate se si comprendono le origini del sistema.
Per comprendere la cosmologia quantistica, è innanzitutto fondamentale avere una conoscenza di base della fisica quantistica. Mentre la fisica classica considera il regno degli oggetti più grandi, come i pianeti, gli oggetti solidi e tutto ciò che può essere visto ad occhio nudo, la meccanica quantistica si occupa del regno delle particelle e delle onde atomiche e subatomiche. In molti casi, gli oggetti su scala quantistica si comportano secondo regole che sembrano del tutto diverse da quelle degli oggetti macroscopici. Tuttavia, alcuni fisici ritengono che il comportamento di oggetti più grandi corrisponda alle regole della meccanica quantistica; quindi grandi corpi, come l’universo, possono essere meglio compresi se possono essere descritti a livello quantistico.
L’area chiave di indagine nella cosmologia quantistica è il comportamento e lo stato dell’universo subito dopo il Big Bang. Poiché le domande relative all’origine non possono essere risolte attraverso l’osservazione, il mezzo generale per sviluppare teorie è osservare lo stato attuale dell’universo, quindi estrapolare indietro fino al Big Bang per scoprire come è iniziato il processo. Idealmente, la conoscenza delle origini dell’universo ottenuta attraverso la cosmologia quantistica consentirà agli scienziati di prevedere, con un alto grado di probabilità, il futuro dell’universo.
Alcuni fisici hanno abbracciato la cosmologia quantistica perché consente un percorso attorno all’enorme problema creato esaminando le origini dell’universo con la fisica generale. Secondo Stephen Hawking, tra gli altri, l’universo probabilmente è iniziato come una singolarità, attorno alla quale è noto che le leggi della fisica generale si rompono. Per avere una speranza di comprendere accuratamente le condizioni successive al Big Bang, la fisica quantistica potrebbe essere preferibile perché non è noto che sia soggetta a un guasto simile vicino a una singolarità.
La cosmologia quantistica è una branca relativamente nuova della fisica teorica, che risale solo alla metà del XX secolo. Essendo un campo così nuovo, include naturalmente molte più domande che risposte sulle origini e il comportamento dell’universo. Tuttavia, questo affascinante campo ha attratto alcune delle menti più brillanti della fisica e sembra pronto a consentire scoperte significative nei prossimi secoli.