I risultati di una recente ricerca sembrano contraddire le precedenti previsioni secondo cui i wormhole, queste ipotetiche scorciatoie attraverso lo spazio-tempo, non possono essere stabili. Il cambiamento epocale arriva perché piccole differenze nella matematica della relatività, che viene utilizzata per descrivere tali wormhole, finiscono per cambiare drasticamente il nostro quadro generale di come si comportano.
Mentre le regole della relatività generale sono fisse, la teoria stessa fornisce molta libertà di descrivere matematicamente quelle coordinate. I fisici chiamano queste diverse descrizioni "metriche". Pensate alla metrica come a diversi modi per descrivere come arrivare a casa di tua nonna per il Ringraziamento. Possono essere indicazioni stradali, latitudine e longitudine satellitari o punti di riferimento scarabocchiati su un tovagliolo. La tua metrica è diversa in ogni caso, ma non importa quale metrica scegli, finisci alla grande festa.
Allo stesso modo, i fisici possono utilizzare metriche diverse per descrivere la stessa situazione, e a volte una metrica è più utile di un'altra - simile a iniziare con le indicazioni stradali, ma passare al tovagliolo per ricontrollare se sei nel punto di riferimento giusto. Quando si tratta di buchi neri e wormhole, ci sono alcune metriche potenziali. La più popolare è la metrica di Schwarzschild, che è dove i buchi neri sono stati scoperti per la prima volta. Ma la metrica di Schwarzschild contiene un po 'di matematica funky. Quella metrica si comporta male a una particolare distanza dal buco nero, una distanza nota oggi come raggio di Schwarzschild o orizzonte degli eventi.
Ma c'è un'altra metrica, chiamata di Eddington-Finkelstein, che descrive cosa succede alle particelle quando raggiungono l'orizzonte degli eventi: passano attraverso e cadono nel buco nero, per non essere mai più viste. Cosa c'entra tutto questo con i wormhole? Il modo più semplice per costruire un wormhole è quello di "estendere" l'idea di un buco nero con la sua immagine speculare, il buco bianco. Questa idea è stata proposta per la prima volta da Albert Einstein e Nathan Rosen, da qui il motivo per cui i wormhole sono talvolta chiamati "ponti Einstein-Rosen".
Mentre i buchi neri non lasciano mai uscire nulla, i buchi bianchi non lasciano mai entrare nulla. Per fare un wormhole, basta prendere un buco nero e un buco bianco e unire le loro singolarità (i punti di densità infinita nei loro centri). Questo crea un tunnel attraverso lo spazio-tempo. Una volta che esiste un wormhole teorico, è perfettamente ragionevole chiedersi cosa accadrebbe se qualcuno provasse effettivamente a attraversarlo. È qui che entra in gioco il meccanismo della relatività generale: data questa situazione (molto interessante), come si comportano le particelle?
La risposta standard è che i wormhole sono cattivi. I buchi bianchi stessi sono instabili (e probabilmente non esistono nemmeno), e le forze estreme all'interno del wormhole costringono il wormhole stesso a distendersi e scattare come un elastico nel momento in cui si forma. Ma Einstein e Rosen costruirono il loro wormhole con la solita metrica di Schwarzschild, e la maggior parte delle analisi dei wormhole usa la stessa metrica. Così il fisico Pascal Koiran dell'Ecole Normale Supérieure de Lyon in Francia ha provato qualcos'altro: usando invece la metrica di Eddington-Finkelstein. Il suo articolo, descritto in ottobre nel database di prestampa arXiv,dovrebbe essere pubblicato in un prossimo numero del Journal of Modern Physics D.
Koiran scoprì che usando la metrica di Eddington-Finkelstein, poteva tracciare più facilmente il percorso di una particella attraverso un ipotetico wormhole. Ha scoperto che la particella può attraversare l'orizzonte degli eventi, entrare nel tunnel del wormhole e fuggire attraverso l'altro lato, il tutto in un periodo di tempo finito. La metrica di Eddington-Finkelstein non si è comportata male in nessun punto di quella traiettoria.
La relatività generale ci parla solo del comportamento della gravità, e non delle altre forze della natura. Termodinamica, che è la teoria di come agiscono il calore e l'energia, ad esempio, ci dice che i buchi bianchi sono instabili. E se i fisici provassero a produrre una combinazione buco nero-buco bianco nell'universo reale usando materiali reali, altri calcoli suggeriscono che le densità di energia spezzerebbero tutto.
Tuttavia, il risultato di Koiran è ancora interessante perché sottolinea che i wormhole non sono così catastrofici come apparivano all'inizio, e che potrebbero esserci percorsi stabili attraverso tunnel wormhole, perfettamente consentiti dalla relatività generale.