La sfida di Hawking
L'essenziale è invisibile agli occhi
Fisica quantistica e teoria della relatività scendono in campo per risolvere uno dei misteri più affascinanti dell’universo: cosa si nasconde in un buco nero? Parlare di miniuniversi paralleli è fantascienza?
Alice dell'Acqua | 5 November 2015

È sulla bocca di tutti. Misterioso, elusivo, a lungo ritenuto una semplice fantasia. I dati di  cui  disponiamo  lo  dipingono  in  modo

 

approssimativo, riduttivo, l’abbozzo incerto di un principiante.

Babbo Natale? Bigfoot? No, stiamo parlando di un buco nero.

Stephen Hawking, noto cosmologo e astrofisico britannico, ha annunciato  lo  scorso  25  agosto di aver risolto uno dei più grandi misteri che riguardano i buchi neri, gettando il mondo scientifico – e non solo – nel caos.

Non si tratta certo del primo tentativo.

La vexata quaestio, ovvero la cosiddetta “guerra dei buchi neri”, ha visto affrontarsi a colpi di modelli matematici e frustrazioni i più grandi fisici del Novecento. Tuttavia la vera essenza di questi oggetti continua a scivolarci tra le  dita. Non possono essere osservati direttamente, perché nemmeno la luce sfugge al loro campo gravitazionale. Cosa succeda al loro interno, non ci è dato saperlo.

 

Il centro di un buco nero è infinitamente denso e piccolo; questa condizione, chiamata singolarità, necessita sia della meccanica quantistica che della relatività generale per essere descritta. La prima governa il mondo subatomico, la seconda la gravità e il comportamento di oggetti massicci, dai sassi ai pianeti. E qui il meccanismo si inceppa. Le due teorie sono entrambe valide ed efficaci, ma inconciliabili. Se adoperate assieme, creano formule prive di senso e paradossi logici. La natura ci mette alla prova; e, almeno per il momento, noi esseri umani falliamo.

 

Uno dei più famosi esempi è il paradosso dell’informazione, proprio quell’enigma che Hawking sostiene aver risolto. Negli anni Settanta, lo stesso scienziato dimostrò che un buco nero emette radiazioni. Non solo: questo comporta una costante perdita di  massa.  In  qualche  miliardo di  anni,  potremmo  assistere  all’evaporazione del buco nero stesso. L’unica  nota  stonata: queste radiazioni non contengono informazioni. Normalmente, analizzando le particelle rilasciate da un oggetto, siamo in grado di ricavarne una “carta d’identità”. Le radiazioni di Hawking sono pagine bianche. O meglio, indicano solo la massa e la rotazione del buco nero. Dettaglio tutt’altro che trascurabile, dato che secondo la meccanica quantistica l’informazione non può essere distrutta. Dove finiscono tutti i dati relativi a ciò che il buco nero ha assorbito?

L’ipotesi avanzata dal cosmologo è che l’informazione sia  conservata  all’orizzonte degli eventi. Oltre questo punto del campo gravitazionale chiunque, luce compresa, è destinato a essere risucchiato.

 

Ma come può una porzione di spazio conservare informazioni? Se osservassimo un oggetto cadere in un buco nero, lo vedremmo fermarsi proprio all’orizzonte degli eventi. A cavallo tra salvezza e morte certa, la luce rimane intrappolata. Dal nostro punto di vista, l’oggetto – o meglio, il suo ologramma – rimarrà per sempre fisso all’orizzonte degli eventi, anche se in  realtà  continua  la sua discesa agli inferi. Hawking sostiene che queste siano queste immagini a conservare informazioni. Le radiazioni uscenti dal buco nero, attraversandole, possono “trascriverle”. Tuttavia, il processo sembra rimescolarle, rendendole inutili. I dati sono allo stesso tempo persi e conservati. Un paradosso ne risolve un altro.

È presto, tuttavia, per parlare di soluzione dell’enigma. Mancano le basi matematiche, i dettagli tecnici, l’approvazione della comunità scientifica. Altre ipotesi, altrettanto affascinanti, sono in attesa di verifica. Presunti buchi “bianchi” che risputano la materia inghiottita, mini universi paralleli; non il frutto della fervida immaginazione di scrittori, ma scenari dotati di una qualche base matematica reale (e sicuramente più verosimili del nostro amico Bigfoot).

Passo dopo passo, quelle realtà fisiche che davamo per scontate rivelano meccanismi interni nascosti, a volte apparentemente privi di senso.

Tra i ricercatori di tutto il mondo avanza un comune sospetto che assume i contorni di una  nuova sfida intellettuale. Dopo la gravità di  Newton e la relatività di Einstein, potremmo essere all’alba di una terza rivoluzione della nostra concezione dell’universo.

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