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Spazio e Scienze

Wormhole al centro dei buchi neri, altro che singolarità!

Un gruppo di scienziati ha ipotizzato che al centro dei buchi neri non ci sia una singolarità, ma un wormhole. Fantascienza?

Buchi neri e wormhole sono capisaldi della fantascienza: serve viaggiare nel tempo? Nessun problema! Costruite un tunnel spazio temporale. Volete vedere un universo diverso? Tuffatevi in un buco nero! Fantasie che con buona probabilità non realizzeremo mai, ma che hanno un fondamento reale nella Fisica.

wormhole

In particolare i wormhole, o tunnel spazio temporali, sono previsti nelle teorie di Albert Einstein, che nel 1935 insieme al collega Nathan Rosen si rese conto che la teoria della Relatività Generale permetteva l'esistenza di "ponti" che avrebbero potuto collegare due punti diversi dello spazio-tempo. Per questo sono conosciuti anche come Ponti di Einstein-Rosen. Il problema di questa teoria è che finora nessuno ha trovato le prove della loro esistenza.

Nei giorni scorsi tuttavia è stata pubblicata una nuova ricerca incentrata sulla natura dello spazio-tempo all'interno di un buco nero, in cui dei fisici teorici hanno escogitato un possibile escamotage.

È noto che un buco nero ha un campo gravitazionale estremo: se gettate della materia oltre l'orizzonte degli eventi, la comprimerà e la schiaccerà verso il basso fino a quando lo spazio-tempo stesso non crollerà su sé stesso.

Al momento non abbiamo alcuna esperienza di ciò che accade al di là dell'orizzonte degli eventi, è territorio off-limits per gli osservatori esterni. Stephen Hawking ipotizzò un'uscita di emergenza quando affermò: "se finisci in un buco nero, non mollare. C'è una via d'uscita", ma non sappiamo ancora quale.

La teoria dice che affinché esista un buco nero, ci deve essere una singolarità al suo interno, ossia un punto in cui la matematica (e, per estensione, la natura) smette di funzionare e la calcolatrice cosmica dà come risultato l'infinito. Perché è così importante la singolarità, oltre a mandare a monte un sacco di calcoli?

Secondo un team di fisici dell'Università di Lisbona guidato da Diego Rubiera-Garcia sarebbe proprio la singolarità di un buco nero a poter rivoluzionare la nostra idea "classica" sui buchi neri. Che cosa succederebbe se la singolarità non fosse più una singolarità? Che cosa accadrebbe se si sostituisse la singolarità con un wormhole? Improvvisamente, invece di essere divoratori incalliti di tutto quello che gli capita a tiro, i buchi neri diventerebbero il più bel sogno sci-fi: potrebbero essere nodi di trasporto spazio-temporali.

Nel corso di calcoli precedenti, il team di Rubiera-Garcia aveva creato un modello teorico di un buco nero senza singolarità. Con loro grande sorpresa, al posto della singolarità appariva un wormhole sferico e di dimensioni finite. Una sorpresa, perché invece di far risultare una singolarità a caso, la matematica ha creato un wormhole.

Cosa vorrebbe dire in pratica? Facciamo un passo indietro con l'esempio più classico: nel momento in cui un oggetto (o uno sfortunato astronauta) cade in un buco nero, le forze di marea all'altezza dei piedi dell'astronauta sono molto più grandi di quelle in corrispondenza della sua testa. L'astronauta quindi verrebbe stiracchiato e schiacciato ai lati con un fenomeno conosciuto come "spaghettificazione".

Una volta raggiunta la singolarità il nostro astronauta sarebbe ormai infinitamente lungo e infinitamente sottile.

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Se scambiassimo la singolarità con un wormhole di dimensioni finite le cose sarebbero un po' diverse. Ammesso che esista un wormhole, dovrebbe essere costituito da un cunicolo spazio temporale che rappresenta l'apertura di un passaggio in un'altra posizione e un altro tempo nell'Universo. Non ci sarebbe nessuna singolarità a tirare brutti scherzi all'astronauta, che verrebbe comunque spaghettificato per poter passare attraverso il tunnel, ma assomiglierebbe più a una linguina che a uno spaghetto.

Nei documenti pubblicati su Classical and Quantum Gravity i ricercatori fanno notare che il tunnel di cui abbiamo parlato non è un wormhole "tradizionalmente attraversabile", quindi non è il tipo di cunicolo spazio temporale che si potrebbe percorrere a bordo di una grande nave spaziale per arrivare dall'altro lato, qualunque esso sia. Sarebbe microscopico e non attraversabile da oggetti macroscopici, ma sarebbe comunque un wormhole.

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Inutile dire che questo lavoro è intriso di elaborazioni teoriche e che sia difficile vedere come si possa dimostrare che c'è un wormhole al centro dei buchi neri. Forse Matthew McConaughey potrà scoprirlo per noi?