Buchi Neri: singolarità e orizzonti degli eventi potrebbero essere un “mito”

buchi neri

Si sono dette e sentite tante cose sui buchi neri, gli oggetti più densi che conosciamo nell’Universo, forse i più bizzarri in assoluto. Di recente abbiamo pubblicato un paio di post sulla polemica scatenata da Stephen Hawking in merito alla sua dichiarazione secondo la quale “i buchi neri non esisterebbero” (astronomicamens; astronomicamens), forse mal interpretata e che ha a che fare con il paradosso della (perdita di) informazione. Oggi, però, va all’attacco, si fa per dire, anche Laura Mersini-Houghton, una professoressa di fisica alla University of North Carolina a Chapel Hill, la quale ha dimostrato matematicamente che i buchi neri potrebbero di fatto non originarsi mai. Questo lavoro non solo forza gli scienziati ad introdurre nuovi concetti di spazio e tempo ma induce a ripensare anche a quei processi fisici che hanno dato origine all’Universo.

“Non sono sotto shock”, spiega Mersini-Houghton, “perché abbiamo studiato questo problema da più di mezzo secolo e ora questa soluzione ci dà da pensare”. Si ritiene che i buchi neri si formino dal collasso gravitazionale di una stella massiccia che produce un singolo punto nello spazio, chiamato singolarità. La Terra, ad esempio, per diventare un buco nero dovrebbe collassare in uno spazio così piccolo, come quello di una nocciolina, mantenendo tutta la sua massa. Attorno al buco nero si forma poi una sorta di membrana, l’orizzonte degli eventi, superata la quale non è possibile tornare indietro: nemmeno la luce riesce a sfuggire all’intensa attrazione gravitazionale di un buco nero ed è per questo che non vediamo provenire da esso alcuna radiazione. Il fatto che i buchi neri siano così bizzarri è legata a due teorie fondamentali che, però, sono in contrapposizione (relatività generale e meccanica quantistica).

Mentre la relatività generale prevede la formazione dei buchi neri, una legge fondamentale della teoria quantistica afferma invece l’informazione non può scomparire nel nulla. I tentativi di conciliare le due teorie sono sempre falliti perché portavano a delle assurdità matematiche, note come paradosso della (perdita di) informazione. Mersini-Houghton introduce un nuovo scenario. La scienziata è ancora d’accordo con Hawking sul fatto che quando una stella collassa sotto l’effetto della sua gravità produce radiazione Hawking ma la novità è che contestualmente la stella perde massa al punto che da non raggiungere più quella densità tale da farla diventare un buco nero. In più, prima che si formi un buco nero, la stella in fin di vita si ingrossa per l’ultima volta e poi esplode. Dunque, non si formerebbe né una singolarità né un orizzonte degli eventi. In altre parole, secondo Mersini-Houghton tutto ciò si traduce dicendo che “non esiste un oggetto che chiamiamo buco nero”.

Naturalmente, le evidenze sperimentali potrebbero un giorno fornire una prova fisica sulla questione dell’effettiva esistenza o meno dei buchi neri.

Ma per ora, Mersini-Houghton dichiara che le argomentazioni matematiche sono definitive. Tra l’altro, una delle ipotesi che circola nella comunità dei fisici e astronomi è quella secondo la quale il nostro Universo si è originato da una singolarità, il Big Bang, per poi espandersi. Ma se le singolarità non esistono, allora bisognerà rivedere il concetto stesso di Big Bang e capire, di conseguenza, se effettivamente sia avvenuto. Insomma, pare che questo lavoro porti una certa armonia tra le due attuali e migliori teorie che abbiamo a disposizione attraverso le quali tentiamo di capire come funziona l’Universo su grande scala e su piccola scala. “E questo è un bel colpo!”, conclude Mersini-Houghton.

Corrado Ruscica

UNC: Carolina’s Laura Mersini-Houghton shows that black holes do not exist
arXiv: Backreaction of Hawking Radiation on a Gravitationally Collapsing Star I: Black Holes? (soluzioni approssimate)
arXiv: Back-reaction of the Hawking radiation flux on a gravitationally collapsing star II: Fireworks instead of firewalls (soluzioni esatte)
La nostra comprensione dei buchi neri è fondamentalmente sbagliata? In questo video Laura Mersini-Houghton spiega le ragioni per cui i concetti di orizzonte degli eventi e singolarità potrebbero essere un mito.

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Buchi Neri: singolarità e orizzonti degli eventi potrebbero essere un “mito” ultima modifica: 2014-10-09T13:51:25+00:00 da Richard
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Noi siamo l'incarnazione locale di un Cosmo cresciuto fino all'autocoscienza. Abbiamo incominciato a comprendere la nostra origine: siamo materia stellare che medita sulle stelle. (Carl Sagan)