(Music) Sometimes when I'm on a long plane flight, I gaze out at all those mountains and deserts and try to get my head around how vast our Earth is. And then I remember that there's an object we see every day that would literally fit one million Earths inside it. The sun seems impossibly big, but in the great scheme of things, it's a pinprick, one of about 400 billion stars in the Milky Way galaxy, which you can see on a clear night as a pale, white mist stretched across the sky. And it gets worse. There are maybe 100 billion galaxies detectable by our telescopes, so if each star was the size of a single grain of sand, just the Milky Way has enough stars to fill a 30 foot by 30 foot stretch of beach three feet deep with sand. And the entire Earth doesn't have enough beaches to represent the stars in the overall universe. Such a beach would continue for literally hundreds of millions of miles. Holy Stephen Hawking, that is a lot of stars. But he and other physicists now believe in a reality that is unimaginably bigger still. I mean, first of all, the 100 billion galaxies within range of our telescopes are probably a minuscule fraction of the total. Space itself is expanding at an accelerating pace. The vast majority of the galaxies are separating from us so fast that light from them may never reach us. Still, our physical reality here on Earth is intimately connected to those distant, invisible galaxies. We can think of them as part of our universe. They make up a single, giant edifice, obeying the same physical laws and all made from the same types of atoms, electrons, protons, quarks, neutrinos that make up you and me. However, recent theories in physics, including one called string theory, are now telling us there could be countless other universes, built on different types of particles, with different properties, obeying different laws. Most of these universes could never support life, and might flash in and out of existence in a nanosecond, but nonetheless, combined they make up a vast multiverse of possible universes. in up to 11 dimensions, featuring wonders beyond our wildest imagination. And the leading version of string theory predicts a multiverse made of up to 10 to the 500 universes. That's a one followed by 500 zeroes, a number so vast that if every atom in our observable universe had its own universe and all of the atoms in all of those universes each had their own universe, and you repeated that for two more cycles, you'd still be at a tiny fraction of the total -- namely, one trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillionth. But even that number is minuscule compared to another number: infinity. Some physicists think the space-time continuum is literally infinite, and that it contains an infinite number of so-called pocket universes with varying properties. How's your brain doing? But quantum theory adds a whole new wrinkle. I mean, the theory's been proven true beyond all doubt, but interpreting it is baffling. And some physicists think you can only un-baffle it if you imagine that huge numbers of parallel universes are being spawned every moment, and many of these universes would actually be very like the world we're in, would include multiple copies of you. In one such universe, you'd graduate with honors and marry the person of your dreams. In another, not so much. There are still some scientists who would say, hogwash. The only meaningful answer to the question of how many universes there are is one, only one universe. And a few philosophers and mystics might argue that even our own universe is an illusion. So, as you can see, right now there is no agreement on this question, not even close. All we know is, the answer is somewhere between zero and infinity. Well, I guess we know one other thing: This is a pretty cool time to be studying physics. We just might be undergoing the biggest paradigm shift in knowledge that humanity has ever seen.
(Musica) A volte durante un lungo viaggio aereo, nel vedere là fuori tutte quelle montagne e tutti quei deserti cerco di capacitarmi di quanto sia vasta la nostra Terra. Poi mi ricordo di un oggetto, che vediamo tutti i giorni, che potrebbe racchiudere un milione di terre al suo interno. Il sole sembra inverosimilmente grande, ma nel grande schema delle cose, è solo un puntino, una tra circa 400 miliardi di stelle nella galassia della Via Lattea, che potete vedere in una notte chiara come una nebbiolina bianca e pallida, che si estende nel cielo. Ma non è finita qui. Forse esistono 100 miliardi di galassie rilevabili dai nostri telescopi, e se ciascuna stella fosse grande quanto un granello di sabbia, la sola Via Lattea conterebbe tante stelle da riempire una striscia di spiaggia di 9 m x 9 m circa e di quasi 90 cm di profondità. Ma sulla Terra intera non ci sono abbastanza spiagge per rappresentare le stelle di tutto l’universo. Una simile spiaggia continuerebbe per centinaia di milioni di chilometri. Benedetto Stephen Hawking, sono un bel po’ di stelle. Ma adesso Hawking e altri scienziati credono che esista una realtà ancora più grande di quanto si possa immaginare. Voglio dire, prima di tutto, i 100 miliardi di galassie compresi nel raggio dei nostri telescopi forse sono solo una frazione minuscola del totale. Lo stesso spazio si sta espandendo a un ritmo sempre più accelerato, e la stragrande maggioranza di galassie si separa da noi così velocemente che la luce che emanano potrebbe non arrivare mai qui. Tuttavia, la nostra realtà fisica sulla Terra è intimamente connessa a quelle galassie lontane e invisibili. Possiamo pensarle come parti integranti del nostro universo che formano un unico gigantesco edificio che obbedisce alle stesse leggi fisiche, tutte costituite dallo stesso tipo di atomi, elettroni,, protoni, quark, neutrini presenti dentro di noi. Tuttavia, le recenti teorie della fisica, compresa quella denominata teoria delle stringhe, ci stanno dicendo che potrebbero esserci innumerevoli altri universi, costruiti su tipi diversi di particelle, con proprietà diverse, e retti da leggi diverse. Molti di questi universi potrebbero non essere mai in grado di accogliere la vita, e potrebbero apparire e scomparire in un nanosecondo; tuttavia, insieme, formano un vasto multiverso di universi possibili, comprendente fino a 11 dimensioni e meraviglie che superano la nostra più folle immaginazione. La versione principale della teoria delle stringhe prevede un multiverso contenente da 10 a 500 universi. È un 1 seguito da 500 zeri, un numero così vasto che se ogni atomo nel nostro universo osservabile avesse il proprio universo e tutti gli atomi in tutti quegli universi avessero ciascuno il proprio universo, e tutto ciò fosse ripetuto per altri due cicli, sarebbe ancora una minuscola frazione del totale -- ovvero, un trilionesimo di trilione di trilione di trilione di trilione di trilione di trilione di trilione di trilione di trilione di trilione di trilione di trilione di trilione di trilione. Ma persino quel numero è minuscolo se lo confrontiamo con un altro numero ancora: l’infinito. Alcuni fisici pensano che il continuum spazio-temporale sia letteralmente infinito, e che contenga un numero infinito dei cosiddetti universi tascabili che hanno proprietà diverse. Come va il cervello? La teoria quantica però aggiunge uno sviluppo inaspettato. La teoria è stata dimostrata al di là di ogni dubbio, ma la sua interpretazione ci lascia perplessi. Secondo alcuni fisici, è possibile comprenderla se si immagina che in ogni istante vengono generate quantità enormi di universi paralleli, e che molti di essi avrebbero un aspetto molto simile al mondo in cui viviamo, e conterrebbero più copie di noi stessi. In uno di questi universi, vi laureate con lode e sposate la persona dei vostri sogni. In un altro, le cose non vanno esattamente allo stesso modo. Molti scienziati direbbero che sono tutte sciocchezze. L’unica risposta sensata alla domanda su quanti universi esistano è uno, un solo universo. Alcuni filosofi e mistici direbbero che persino il nostro stesso universo è un’illusione. Come vedete, oggigiorno non esiste consenso su questa questione, nemmeno un po’. Tutto quello che sappiamo è che la risposta è compresa tra 0 e infinito. Be’, forse c’è qualcosa che sappiamo. È un momento davvero fantastico per mettersi a studiare la fisica. Potremmo essere sul punto di sperimentare il più grande cambiamento di paradigma mai osservato dall’umanità.