Incredibile: i buchi neri non esistono, parla Stephen Hawking

Un disco di materia si prepara ad attraversare l'orizzonte degli eventi di un buco nero, il punto di non ritorno. Secondo Hawking, però, questo confine non esiste.
© NASA/JPL-Caltech

Una nuova ricerca pubblicata qualche giorno fa è giunta a un risultato sconcertante: nell'Universo non vi sono buchi neri, o almeno come li intendiamo noi. Questo studio potrebbe passare inosservato, se non fosse che è firmato da Stephen Hawking, forse il più autorevole scienziato vivente.

Hawking ha acquisito gran parte della sua fama attuale lavorando proprio sui buchi neri, scoprendo la radiazione termica che porta il suo nome e che viene emessa dai buchi neri a causa di complicati meccanismi quantistici. Forse, si domandano in molti, il celebre fisico britannico ha cambiato idea?

Stephen Hawking a una conferenza della NASA avvenuta il 21 Aprile 2008.
© NASA/Paul Alers

La risposta è no, Stephen Hawking non ha ritirato le sue teorie, ma ha proposto alla comunità scientifica un complesso paradosso fisico che sta erodendo le fondamenta della fisica teoria da 18 mesi.

A grandi linee, il paradosso si regge sullo scontro tra la relatività generale di Einstein e le dinamiche quantistiche. E l'ambiente estremo di un buco nero è il ring perfetto per questo incontro.

Hawking ne aveva discusso in una conferenza al Caltech svoltasi nell'Aprile 2013, quando il collega Kip Thorne aveva accennato a questo paradosso, definendolo «un grattacapo scottante nella fisica teorica».

Una nube di gas si avvicina al buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, in quest'animazione computerizzata.
© ESO/S. Gillessen/MPE/Marc Schartmann

Quindi, cos'è questo paradosso? Questo paradosso è centrato su ciò che rende un buco nero nero, l'orizzonte degli eventi. Essenzialmente, l'orizzonte degli eventi è il confine che delimita un buco nero, una linea immaginaria oltre la quale nemmeno la luce riesce a scappare, e perciò vediamo il nulla.

Se un astronauta varcasse questo limite, non noterebbe nulla di strano, anche se, come ha notato John Preskill alla conferenza, «sarebbe destinato a morire e poco dopo incontrerebbe forze gravitazionali talmente forti da spezzarlo».

Questo, secondo la relatività generale. In un universo quantistico, però, ciò non accadrebbe.

Torniamo per un attimo alla radiazione di Hawking: questa radiazione prevede che le informazioni non vadano perse nel buco nero, ma che vengano salvate da una particella in grado di rompere il legame con una compagna e rubare parte dell'energia proprio al buco nero.

Nel 2012, Joseph Polchinski dell'Università della California a Santa Barbara e il suo team avevano scoperto che, se la radiazione di Hawking esistesse veramente, e quindi i buchi neri non distruggessero le informazioni, allora ci dev'essere una sorta di parete infernale chiamata firewall che si verifica tra le due particelle inizialmente legate.

In questo caso, il nostro astronauta sarebbe leggermente più sfortunato, nel senso che verrebbe prima polverizzato dal calore e poi distrutto dalle potenti forze. Si tratta dell'esatto opposto del primo caso, e quindi, di un un paradosso.

Il problema è che sia la relatività generale che le dinamiche quantistiche sono alla base della nostra attuale comprensione dell'Universo, ma sul caso dei buchi neri sembra che ci sia spazio solo per una delle due.

Ecco che rientra in campo Hawking a risolvere il dibattito. Come ci riesce? Semplice: rimuovendo l'orizzonte degli eventi. Niente orizzonte degli eventi, niente firewall. Il problema? L'orizzonte degli eventi è praticamente la definizione di un buco nero – o, almeno, come lo intendiamo oggi.

Secondo Hawking, l'orizzonte degli eventi non è una linea definita oltre la quale la luce è intrappolata. Il fisico britannico propone invece un orizzonte apparente, un confine mobile e oscillante che cambia a seconda delle fluttuazioni quantistiche all'interno del buco nero. Un orizzonte apparente sarebbe in sintonia con entrambe le teorie.

«Quindi, come le previsioni meteorologiche sulla Terra, ci sarebbe un'effettiva perdita di informazioni, ma non ci sarebbe nessuna perdita unitaria», scrive Hawking. In parole povere, qualche informazione può scappare dal buco nero, ma la sua natura caotica garantisce che ciò che riesce a scappare non possa essere interpretato.

«Sembra quasi che [Hawking] stia rimpiazzando il firewall con un chaos-wall, il che sarebbe la stessa cosa», spiega un poco convinto Polchinski al New Scientist.

Nonostante questo dibattito teorico possa sembra quasi esclusivo, nulla di cui abbiamo a che fare nella vita di tutti i giorni, è un punto nevralgico del sempre più acceso scontro tra la relatività generale e le dinamiche quantistiche, soprattutto sul ruolo della gravità. Prima o poi, una delle due, o anche tutte e due, dovranno cadere, ed ecco che emergerà una nuova visione più completa del nostro Universo.

Fonte arXiv:1401.5761v1 [hep-th]