Esistono alcune teorie che cercano di spiegare l'origine e l'evoluzione dell'Universo. Tra queste, c'è quella secondo cui lo spazio che ci circonda attraversa ciclicamente, e infinitamente, varie fasi della sua vita.

Secondo i cosmologi che sostengono questa teoria, la vita dell'Universo è come un film che ogni volta che arriva alla fine ricomincia automaticamente da capo: una lunga serie di Big bang e collassi, e nel mezzo una storia che si ripete sempre uguale.

Un nuovo studio ha però dimostrato che a ogni Big bang, ovvero a ogni "rinascita", l'Universo potrebbe avere la possibilità di ricominciare da zero: ovvero, "dimenticare" il suo passato e svilupparsi in modo diverso.

Nella cosmologia moderna è sempre più accettata l'idea che sia insignificante chiedersi cosa sia avvenuto prima del big bang. Si tratta infatti di quella che i fisici chiamano una "singolarità", ovvero un momento in cui tutte le equazioni fisiche sembrano non funzionare più.

"Vari scienziati però non sono convinti di non poter spiegare la singolarità del Big bang", spiega Martin Bojowald, ricercatore alla Pennsylvania State University, University Park, negli Stati Uniti.

Bojowald si occupa di studiare quella che viene chiamata loop quantum gravity (LQG), ovvero la gravità quantistica a loop. Si tratta di una teoria che cerca di unificare altre teorie solitamente incompatibili della relatività generale e della meccanica quantistica.

All'interno della LQG, lo spazio-tempo è composto da piccoli lacci (loop) interconnessi, ognuno dei quali largo da 10 a 35 metri, attraverso i quali si compone la struttura liscia dello spazio. L'effetto è come quello della stoffa che forma una camicia, che risulta essere liscia anche se tessuta attraverso vari fili separati.

Martin Bojowald, insieme ai suoi colleghi ha provato a far funzionare "all'indietro" le equazioni alla base della teoria di LQG, dimostrando che in questo modo si può evitare di incontrare eventi di singolarità.

Sono stati così in grado di mostrare come nel momento in cui l'universo collassa, giunge a un momento in cui rimbalza indietro alla fase di Big bang, e tutto il processo ricomincia di nuovo.

A questo punto, i ricercatori si sono chiesti se fosse in qualche modo possibile, matematicamente o attraverso osservazioni, sapere che cosa è successo prima di ciascun Big bang.

Per rispondere a questa domanda, Martin Bojowald ha sviluppato un semplice modello LQG che ha utilizzato per determinare fino a che punto può spingersi la nostra conoscenza.

Nel suo modello, ha assunto che le proprietà fisiche dell'Universo fossero le stesse in ogni sua parte, e che la materia che lo compone non interagisca con se stessa. Si tratta di un modello che include la gravità ma non la radiazione.

Il modello dimostra che la maggior parte, ma non tutta, delle informazioni su cosa è avvenuto nell'universo prima di ciascun Big bang va persa irrecuperabilmente ogni volta che il ciclo ricomincia. Nel ciclo perpetuo di Big bang e collassi, questa perdita di informazioni dimostra che probabilmente non esisterà mai nessuno universo uguale a un altro. Martin Bojowald chiama questa proprietà "dimenticanza cosmica".

Secondo Paul Steinhardt, cosmologo dell'Università di Princeton, il modello di Bojowald è corretto nel principio. "È importante che sia emerso che l'universo perde molte informazioni, ma non tutte", spiega.

Thomas Thiemann, del Max Planck Institute for Gravitational Physics di Golm, in Germania, afferma che, sebbene secondo lui alcune delle assunzioni di Bojowald possano risultare essere troppo semplicistiche, il modello è sicuramente "la deduzione più funzionante mai raggiunta finora di un possibile scenario di quello che avviene prima del Big bang".