Stephen Hawking: i buchi neri non esistono

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Pubblicato Sabato, 25 Gennaio 2014 13:11

Scritto da Elisabetta Bonora

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Credit: VICTOR HABBICK VISIONS/SPL/Getty

Da Nature News arriva un annuncio che sembra sensazionale: i buchi neri non esistono.
L'affermazione non arriva da una persona qualunque ma da Stephen Hawking, il famoso e importante fisico britannico, uno dei creatori della moderna teoria sui buchi neri.

In realtà, Hawking non ha cambiato completamente idea sul concetto di buco nero ma mette in dubbio l'esistenza di un "orizzonte degli eventi", ossia il limite oltre il quale nulla può sfuggire, che è comunque incompatibile con la teoria quantistica.

Il fisico aveva già rivoluzionato la nostra comprensione di questi colossi gravitazionali nel 1974, quando dimostrò che i buchi neri non sono immortali ma perdono particelle (e quindi massa), per colpa di una stranezza quantistica chiamata "radiazione di Hawking".

Il nuovo ducumento, "Information preservation and weather forecasting for black holes", che deve ancora passare un peer review ed è stato pubblicato online su arXiv il 22 gennaio, elimina la nozione di un orizzonte degli eventi, il confine invisibile che, fino ad oggi, si credeva avvolgesse ogni buco nero, oltre il quale nulla, nemmeno la luce, può sfuggire.
Hawking propone al suo posto un "orizzonte apparente", in grado di bloccare la materia e l'energia solo temporaneamente, per rilasciarla poi in maniera più confusa. Un concetto, se vogliamo, molto più positivo.

Il tutto si riduce a un conflitto tra due teorie fondamentali della fisica che controllano il tessuto del nostro Universo, lo scontro tra la Relatività Generale di Einstein e le dinamiche quantistiche.

Se si attraversa l'orizzonte degli eventi, ci si può muovere solo verso l'interno, è un punto di non ritorno unidirezionale.
Nella sua forma più elementare , l'orizzonte degli eventi di un buco nero è il punto in cui anche la luce non può sfuggire alle grinfie gravitazionali della singolarità che, quindi, apparirà come una sfera nera nello spazio.
Si tratta di una strada cosmica a senso unico: tutto ciò che va in quella direzione non ne viene più fuori.

"Non c'è scampo da un buco nero nella teoria classica", spiega Hawking alla rivista Nature ma la teoria quantistica "permette all'energia e alle informazioni di fuggire da un buco nero".

Nello scenario classico, se un ipotetico sfortunato astronauta cadesse in un buco nero, passerebbe serenamente l'orizzonte degli eventi, ignaro della sua morte imminente, stirato e poi schiacciato dalla singolarità.

Ma il fisico teorico Joseph Polchinski, dell'Università della California a Santa Barbara, notò, però, che non accadrebbe la stessa cosa in meccanica quantistica, innescando così un paradosso, conosciuto come black-hole firewall, sul quale i fisici hanno discusso per quasi due anni.

In questo caso, l'orizzonte degli eventi sarebbe una regione altamente energetica, o 'firewall', ossia un "muro di fuoco", che brucerebbe il povero astronauta.

E questo era un bel problema perché metteva in discussione il principio di equivalenza della teoria generale della relatività di Einstein, secondo il quale si dovrebbero percepire le leggi della fisica come identiche ovunque nell'Universo e un osservatore in caduta libera (uniformemente accelerato) non dovrebbe rilevare nessun effetto locale dovuto alla gravità. Da questo punto di vista, invece, l'orizzonte degli eventi dovrebbe essere un posto piuttosto insignificante.

Il nuovo studio di Hawking vuole essere una risposta al paradosso ma il fisico ammette che, una spiegazione completa del processo richiederebbe una teoria in grado di fondere con successo la gravità con le altre forze fondamentali della natura. Ma questo è un obiettivo che ha eluso i fisici per quasi un secolo: "la trattazione corretta" dice Hawking "rimane un mistero".

Hawking, tuttavia, propone una terza opzione grazie alla quale, la meccanica quantistica e la relatività generale, rimangono intatte, ma i buchi neri semplicemente non hanno un orizzonte degli eventi che "prende fuoco".

In sostanza, il fisico ritiene che l'idea dietro l'orizzonte degli eventi debba essere rielaborata: gli effetti quantistici intorno al buco nero causerebbero fluttuazioni spazio-temporali troppo selvagge per pensare all'esistenza di una superficie netta come l'orizzonte degli eventi. Piuttosto, un orizzonte apparente sarebbe un luogo dove materia ed energia rimarrebbero sospese nel tentativo di sfuggire dal buco nero.

"L'assenza di un orizzonte degli eventi significa che non ci sono buchi neri - nel senso di regimi da cui la luce non può sfuggire all'infinito", scrive Hawking.

Polchinski commenta su New Scientist:
"sembra quasi che [Hawking] stia sostituendo il firewall con un chaos-wall, che potrebbe essere la stessa cosa".

Ad ogni modo, Hawking sta aprendo la porta ad uno scenario estremo: "qualsiasi cosa in linea di principio può uscire da un buco nero".
Quando gli effetti della meccanica quantistica e la gravità combinati si riducono e l'orizzonte può svanire, allora qualunque cosa prima intrappolata all'interno del buco nero, potrebbe essere rilasciata, ovviamente difficile immaginare in che condizioni.