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16 Novembre 2021
17:13

I buchi neri potrebbero essere l’ingresso di tunnel spazio-temporali che attraversano l’universo

Noti anche come wormhole o portali tra due buchi neri, questi cunicoli permetterebbero di attraversare lo spaziotempo in una quantità di tempo finita.
A cura di Valeria Aiello
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Fin dall’inizio del XX secolo, i fisici hanno ipotizzato viaggi nello spazio profondo attraverso tunnel spazio-temporali che potrebbero accorciare le distanze dell’universo. Questi cunicoli, chiamati anche wormhole o portali tra due buchi neri, permetterebbero in teoria di coprire vaste distanze in un periodo di tempo molto più breve.

I wormhole sono stati previsti dalla teoria della relatività generale di Albert Einstein, che descrive lo spaziotempo come una sorta di tessuto elastico che viene piegato e deformato dalla gravità. Sfortunatamente questa stessa matematica che predice la loro esistenza, mostra anche che i wormhole sono incredibilmente instabili e si chiuderebbero istantaneamente non appena formati. Tuttavia, un nuovo articolo inserito nel mese di ottobre nel database in preprint ArXiv in attesa di essere pubblicato su prossimo numero del Journal of Modern Physics D ha proposto una soluzione radicale per risolvere l’enigma dei buchi neri e dei loro portali spazio-temporali.

I tunnel che attraversano lo spaziotempo

I buchi neri sono solitamente descritti utilizzando la cosiddetta metrica di Schwarzschild, dal nome del fisico e astronomo tedesco Karl Schwarzschild che descrisse un raggio attorno a un buco nero, il cosiddetto orizzonte degli eventi, dove la gravità del buco nero è semplicemente troppo forte perché qualsiasi altra qualsiasi altra forza dell’universo possa superarla, inclusa la luce. Il fisico statunitense Nathan Rosen unì però le forze con Einstein per ipotizzare come gli oggetti potessero cadere oltre l’orizzonte degli eventi, escogitando il concetto di un buco bianco – l’immagine speculare di un buco nero – che in teoria creerebbe un tunnel attraverso lo spaziotempo. In altre parole, mentre un buco nero non farebbe uscire mai nulla, questi buchi bianchi non lascerebbero entrare nulla. I fisici si riferiscono a questi tunnel teorici come i “ponti di Einstein-Rosen”, con i wormhole risultanti chiaramente instabili e che rischiano di collassare all’istante.

Per aggirare questo problema, il fisico Pascal Koiran dell’Ecole Normale Supérieure di Lione, in Francia, ha modellato i wormhole utilizzando un’altra metrica, chiamata di Eddington-Finkelstein, che gli ha permesso di tracciare più facilmente il percorso di una particella attraverso un ipotetico wormhole. Questo approccio ha consentito allo studioso di osservare che una particella può teoricamente attraversare l’orizzonte degli eventi, entrare nel tunnel spazio-temporale e uscire dall’altra parte, il tutto in una quantità di tempo finita.

Sebbene questa deduzione non implichi necessariamente il fatto che i ponti di Einstein-Rosen siano stabili, il risultato di Korain evidenzia che i wormhole non sono così devastanti come finora descritti e che potrebbero esserci dei percorsi stabiliti attraverso tunnel spazio-temporali perfettamente consentiti dalla relatività generale.

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