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Il fisico Carlo Rovelli ha scoperto dove finisce tutto quello che scompare nei buchi neri

01 dicembre 2020

Il 10 aprile 2019 il progetto internazionale Event Horizon Telescope ha diffuso la prima immagine di un buco nero. Nonostante fosse stata ipotizzata già alla fine del Settecento dal fisico inglese John Mitchell, la loro esistenza è stata confermata dalla comunità scientifica solo nel 2016, e mai nessuno, fino all’anno scorso, era ancora riuscito a fotografarne uno. I buchi neri, la cui densità è tale da curvare lo spazio-tempo tanto da non far uscire nemmeno la luce, sono tra i più misteriosi corpi celesti della galassia. Studiati, misurati e analizzati dagli astronomi, si comportano esattamente come previsto dalla teoria della relatività di Albert Einstein degli inizi del Novecento, ma molte delle loro dinamiche restano ancora sconosciute. Tra le domande a cui i fisici non sono riusciti a dare una risposta ce n'è una molto comune, a cui forse tutti abbiamo pensato almeno una volta: dove finisce tutto quello che scompare nei buchi neri?

A rispondere al quesito ha provato Carlo Rovelli, direttore del gruppo di ricerca in gravità quantistica del Centro di Fisica teorica dell’Università del Mediterraneo di Marsiglia e autore di alcuni saggi molto popolari come Sette brevi lezioni di fisica, L’ordine del tempo ed Helgoland, insieme ad altri ricercatori di Grenoble e Nijmegen. Il team sta esplorando quella che a loro sembra la possibilità più semplice e plausibile: una volta inghiottita, la materia rallenta e si ferma prima di arrivare al centro del buco nero. Qui, una forte pressione ne impedisce il collasso finale, portando alla formazione di un corpo celeste molto piccolo e denso, chiamato “Stella di Planck”, in grado di rilasciare grandi quantità di raggi-gamma in una regione specifica dello spettro elettromagnetico. Cosa succede a questo punto? La stella rimbalzerebbe, ripercorrendo inversamente il percorso all’interno del buco nero. In questo modo modificherebbe la direzione temporale e trasformerebbe il buco nero in un’entità di cui non si sa ancora nulla e che, secondo alcuni testi scientifici, addirittura non potrebbe esistere: un buco bianco, una regione dello spazio da cui, invece di essere inghiottita, la materia viene espulsa.

Il motivo per cui al momento non sarebbero ancora stati avvistati è legato alla relatività del tempo, cioè al fatto che in un determinato punto o luogo il tempo scorre più velocemente o lentamente che in un altro, in relazione all’intensità della forza di gravità. Per esempio, è risaputo che a livello del mare scorre più lentamente che sulla cima di una montagna, perché aumentando l’altitudine diminuisce l’attrazione gravitazionale. Il fenomeno è chiamato “dilatazione gravitazionale del tempo” e, per quanto comprovato da molti studi, il suo effetto resta impercettebile per l’uomo trattandosi di variazioni dell’ordine dei nanosecondi. All’interno di un buco nero, inversamente, la gravità è talmente forte da rallentare il tempo in maniera estrema. Dall’esterno, quindi, servirebbero decine di miliardi di anni per poter assistere alla trasformazione di un buco nero in uno bianco.

L’ipotesi avanzata da Rovelli è possibile grazie all’unione della meccanica quantistica alla relatività generale. Proprio il fisico, infatti, ha sviluppato insieme al teorico statunitense Lee Smolin la cosiddetta teoria della gravità quantistica a loop, che conserva gli aspetti fondamentali della relatività generale, portando le caratteristiche della meccanica quantistica alle loro estreme conseguenze, come la quantizzazione dello spazio e del tempo. In questo caso, la gravità, da sempre considerata una forza solo attrattiva, in condizione caratterizzate da altissima densità ed energia si trasformerebbe appunto in una forza repulsiva.

L’esistenza dei buchi bianchi non è certa al momento, ma resta una delle varie possibili ipotesi prese in considerazione. Quello che è certo è che nell’universo sono ancora molti i misteri da risolvere.

In copertina foto di Fronteiras do Pensamento

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