Singolarità e relatività generale

Albert Einstein nella sua teoria della relatività generale verificò che esiste un punto dello spaziotempo in cui le leggi della fisica, almeno così come noi le conosciamo, non possono essere più applicate, questo punto è chiamato singolarità. Quando una stella di grosse dimensioni collassa, forma un buco nero e in esso si forma una singolarità dello spaziotempo in cui le leggi della fisica cessano di essere valide.

Spieghiamo meglio il concetto di singolarità o singolarità gravitazionale

Una singolarità gravitazionale è un punto dello spaziotempo in cui il campo gravitazionale ha tendenza verso un valore infinito. Inoltre, secondo alcune teorie fisiche sull'origine dell' universo, l'universo stesso potrebbe avere avuto inizio con una singolarità gravitazionale (il ) e potrebbe finire con essa (il ).

Nel 1965, Sir Roger Penrose introdusse un teorema in cui egli associava la singolarità gravitazionale con le cosiddette "superfici intrappolate" che si restringono nel corso del tempo. Questa ipotesi, viene oggi celebrata in occasione del suo cinquantesimo anniversario.

La s ingolarità gravitazionale è un "errore" nello spaziotempo dove le grandezze fisiche non possono essere definite. Un altro concetto è quello delle "superfici intrappolate", regioni dello spazio che si restringono nel corso del tempo e che si formano a seguito dell'esplosione di una stella alla fine del suo ciclo evolutivo, causando il collasso del nucleo e formando così un buco nero.

In quel momento, viene creata una singolarità gravitazionale dove il tempo cessa di esistere e le leggi della fisica, almeno così come noi le conosciamo, non possono più essere applicate. Il teorema di Penrose correla entrambi i concetti e viene considerato il primo maggiore risultato, matematicamente rigoroso, della relatività generale.

Sir Roger Penrose e Stephen Hawking eseguendo un test su un altro teorema,mostrarono che un universo in espansione come il nostro doveva aver avuto la sua origine in una singolarità "istantanea".il Big Bang, per l'appunto, quel misterioso stato fisico iniziale di densità infinita.

L'importanza di questo teorema sta nel fatto che ci suggerisce una predizione importantissima della relatività generale e cioè che esistono eventi singolari e catastrofici, come quello che avviene in un buco nero o come la grande esplosione iniziale che ha dato vita all'universo.

José M. M. Senovilla, un teorico all' University of the Basque Country e co-autore dello studio apparso su Classical and Quantum Gravity relativo a questi teoremi, ci conferma quanto detto sopra. Tuttavia c'è da dire che la relatività stessa nella singolarità perde le sue capacità predittive.

Lo studio di Senovilla sul teorema della singolarità di Penrose è stato pubblicato sul giornale Classical and Quantum Gravity assieme ad altri 10 articoli considerati "pietre miliari" che segnano i 100 anni della teoria della relatività generale che proprio quest'anno celebra il suo anniversario.

di: Ernesto G. Ammerata