Se non pensi che "i buchi neri siano strani", ecco alcune notizie: nel 2018, un team di matematici ha calcolato che alcuni buchi neri in un universo in espansione come il nostro potrebbero "premere il pulsante di ripristino" sulla loro cronologia. passato e trasformando il futuro in un gigantesco punto interrogativo. Come apparirà esattamente dal punto di vista dell'osservatore, nessuno lo sa ancora. Ma se questo si rivelerà vero, allora forse avremo finalmente una soluzione a una delle più grandi questioni della cosmologia moderna.
Se seguiamo le leggi della fisica, l'intera massa della stella collassata sarà compressa in un punto infinitamente piccolo chiamato singolarità. È un po' come dire che ci sono volumi di spazio che nascondono segreti dal resto dell'universo, luoghi in cui la fisica stessa va in pezzi. Per affrontare questo divario tra l'universo basato sulle regole come lo conosciamo e questi buchi neri, i fisici usano qualcosa che chiamano censura spaziale.
Questa censura è di due tipi.
Uno suggerisce che ci sia una barriera all'interno dei buchi neri – più profonda dell'orizzonte degli eventi di cui molti hanno sentito parlare – oltre la quale la fisica si annulla effettivamente e nulla può essere previsto. Questa barriera sigilla convenientemente queste singolarità problematiche dal resto dello spazio e del tempo, impedendo che la loro illegalità diventi un problema urgente.
Nel frattempo, una versione più forte della censura cosmica preserva sacramente l'idea che l'illegalità fisica non esiste. Quindi, è necessario far scomparire questa barriera e permettere alla fisica di continuare felicemente in una forma o nell'altra. Peter Hintz, un matematico dell'Università della California a Berkeley, dubita della seconda versione. Hinz e il suo team hanno studiato ipotetici oggetti carichi non rotanti chiamati buchi neri Reissner-Nordström de Sitter. Teoricamente, tali buchi neri dovrebbero avere una barriera chiamata l'orizzonte di Cauchy. Oltre l'orizzonte di Cauchy, all'interno di questo paesaggio contorto, non ci sono causa ed effetto, e il tempo e lo spazio si confondono dolcemente in un momento infinito.
I fautori di modelli di forte censura cosmica sostengono che questi orizzonti saranno distrutti dalla singolarità alla minima deviazione nell'attrazione gravitazionale della stella che collassa. Ciò dovrebbe escludere gli orizzonti di Cauchy a favore di forti modelli di censura cosmica. Uno studio del 2018 mostra come i due fenomeni potrebbero tecnicamente continuare a coesistere anche sotto tali perturbazioni, ma solo se l'universo che circonda il buco nero si espande a un'accelerazione come la nostra.
La motivazione di questa conclusione è piuttosto complessa, ma ecco la versione breve.
A causa della loro carica, i buchi neri Reissner-Nordström de Sitter hanno già una piccola spinta interna che resiste alla terribile attrazione della gravità, contrastando sottilmente i suoi effetti di distorsione temporale e spaziale. Nel frattempo, un universo in espansione come il nostro pone limiti temporali ed energetici alla curvatura della fisica attorno alla singolarità. La combinazione di questi due effetti fornirebbe una certa protezione all'orizzonte di Cauchy, regalandoci sia una singolarità fisicamente devastante che un momento infinito oltre la linea di non ritorno. In questa strana zona, gli oggetti saranno disconnessi dal loro passato e non avranno un futuro definito. Attraversare questa zona significherebbe che non potresti mai tornare, ma non saresti nemmeno fatto a pezzi.
Se non sai com'è, stai tranquillo: nemmeno i ricercatori ne sono sicuri.
Il fisico e membro del team Joan Costa dell'Università di Lisbona in Portogallo lo ha spiegato con un tema familiare. "Quando pensiamo al gatto di Schrödinger, sappiamo che possiamo assegnare la probabilità che il gatto sia vivo e morto allo stesso tempo", dice Cardoso a Esun Cartledge. "Ma se il gatto cadesse all'interno dell'orizzonte di Cauchy, non saremmo nemmeno in grado di calcolare queste probabilità." Questo rende la stranezza di un buco nero ancora più strana della follia della meccanica quantistica. E questo è già qualcosa.
Poiché i buchi neri Reissner-Nordström de Sitter apparentemente non esistono nemmeno, l'esercizio è filosofico, rendendo l'ipotesi inutile. La matematica funziona ancora per i tipici buchi neri a carica neutra e può essere vista anche nelle onde gravitazionali dei buchi neri in collisione. In questo caso, daremo finalmente una prima occhiata a quelle parti dell'universo in cui i segreti sono rinchiusi per sempre.
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