I buchi neri formano macchine del tempo naturali che ti permettono di viaggiare sia nel passato che nel futuro. Ma non aspettarti di vedere presto i dinosauri. Al momento non disponiamo di veicoli spaziali in grado di avvicinarsi a un buco nero. Ma anche con quel piccolo dettaglio a parte, provare a viaggiare indietro nel tempo con un buco nero potrebbe essere l'ultima cosa che fai.
Un buco nero è un oggetto estremamente massiccio che di solito si forma quando una stella morente collassa su se stessa. Come i pianeti e le stelle, i buchi neri hanno campi gravitazionali intorno a loro. Il campo gravitazionale è ciò che ci tiene sulla Terra e ciò che fa girare la Terra attorno al Sole. Di norma, più massiccio è l'oggetto, più forte è il suo campo gravitazionale. Il campo gravitazionale terrestre rende estremamente difficile viaggiare nello spazio. Per questo costruiamo razzi: dobbiamo muoverci molto velocemente per sfuggire alla gravità della Terra.
Il campo gravitazionale di un buco nero è così forte che nemmeno la luce può sfuggire da esso. Questo è sorprendente, perché la luce è la cosa più veloce conosciuta dalla scienza! A proposito, questo è il motivo per cui i buchi neri sono neri: non possiamo far riflettere la luce su un buco nero più di quanto possiamo far riflettere il raggio di una torcia su un albero nell'oscurità.
La teoria della relatività generale di Albert Einstein ci dice che la materia e l'energia hanno effetti sorprendenti sull'universo. La materia e l'energia deformano e allungano lo spazio. Più massiccio è l'oggetto, più lo spazio si allunga e si incurva attorno ad esso. L'oggetto massiccio crea una specie di valle nello spazio. Man mano che gli oggetti si avvicinano, cadono in questa valle.
Questo è il motivo per cui quando ti avvicini a qualsiasi oggetto massiccio, compreso un buco nero, ci cadi dentro. Questo spiega anche perché la luce non può lasciare un buco nero: i fianchi della valle sono così ripidi che la luce non ha il tempo di scappare. La valle creata dal buco nero diventa sempre più ripida man mano che ci si avvicina da lontano. Il punto in cui diventa così ripido che nessuna luce può sfuggire è chiamato orizzonte degli eventi. Gli orizzonti degli eventi non sono interessanti solo per gli aspiranti viaggiatori nel tempo: sono anche interessanti per i filosofi perché hanno implicazioni su come comprendiamo la natura del tempo.
Quando lo spazio si allunga, anche il tempo si allunga. Un orologio vicino a un oggetto massiccio ticchetta più lentamente di uno vicino a un oggetto molto meno massiccio. Un orologio vicino a un buco nero ticchetta molto lentamente rispetto a un orologio sulla Terra. Un anno vicino a un buco nero può significare 80 anni sulla Terra, come puoi vedere nell'esempio del film Interstellar.
Pertanto, i buchi neri possono essere utilizzati per viaggiare nel futuro. Se vuoi saltare nel futuro della Terra, vola vicino al buco nero e poi torna sulla Terra. Se ti avvicini abbastanza al centro del buco nero, il tuo orologio ticchetta più lentamente, ma puoi comunque scappare finché non attraversi l'orizzonte degli eventi.
E il passato? È qui che le cose si fanno davvero interessanti. Un buco nero deforma il tempo così tanto che può avvolgersi su se stesso. Immagina di prendere un pezzo di carta e collegare le due estremità per formare un anello. Questo è ciò che sembra fare un buco nero nel tempo. Questo crea una macchina del tempo naturale. Se potessi in qualche modo entrare in un ciclo che i fisici chiamano curva del tempo chiusa, ti ritroveresti su una traiettoria attraverso lo spazio che inizia nel futuro e finisce nel passato.
All'interno del loop, scoprirai anche che causa ed effetto sono difficili da districare. Ciò che è accaduto in passato provoca eventi futuri, che a loro volta causano eventi passati!
Quindi hai trovato un buco nero e vuoi usare la tua fidata astronave per tornare indietro e visitare i dinosauri. In bocca al lupo.
Ci sono tre problemi. Innanzitutto, puoi viaggiare solo oltre un buco nero. Ciò significa che se il buco nero è stato creato dopo che i dinosauri si sono estinti, allora non puoi tornare abbastanza indietro. In secondo luogo, probabilmente devi attraversare l'orizzonte degli eventi per entrare nel giro. Ciò significa che per uscire dal ciclo in un determinato momento nel passato, dovrai uscire dall'orizzonte degli eventi. Ciò significa viaggiare più veloci della luce, cosa che siamo abbastanza sicuri sia impossibile. Terzo, e probabilmente peggio, tu e la tua nave sareste "spaghettizzati". Sembra delizioso, vero?
Sfortunatamente no. Quando attraverserai l'orizzonte degli eventi, sarai allungato come una tagliatella. In effetti, probabilmente sarai così sottile da diventare solo una stringa di atomi che si muovono a spirale nel vuoto. Quindi, mentre è interessante pensare alle proprietà di distorsione temporale dei buchi neri, una visita ai dinosauri rimarrà nel regno della finzione per il prossimo futuro.
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