Che fine fanno gli oggetti che cadono nel buco nero?

Bella domanda vero?
Ok, dove siete rimasti? Ovvero, voglio dire, quali sono le ultime cose che sapete sui buchi neri?

I buchi neri sono quegli oggetti tanto massivi che ingoiano tutto quello che oltrepassa un certo limite, l’orizzonte degli eventi. Pure la luce. Attraversando questo orizzonte non si potrebbe mai più tornare indietro. Questo è il punto in cui la forza gravitazionale di un buco nero è così forte che nulla può sfuggire.

Questo lo so anch’io – mi dice il mio cane.

Per come viene attualmente concepito, 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.
Fin qui ci sei?

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”, lo dice il fisico Stephen Hawking che nel 1974 ha dimostrato a livello teorico la sua esistenza.
Nello scenario classico, se un ipotetico sfortunato astronauta cadesse in un buco nero, passerebbe serenamente l’orizzonte degli eventi, ignaro della sua morte imminente, verrebbe stirato come un elastico e poi schiacciato. Sbriciolato.

Schiacciato da cosa? – mi domanda il mio fedele amico a quattro zampe.

Dalla gravità di questi oggetti.
La visione originale di Hawking si basa sulla teoria della relatività generale di Einstein secondo la quale una volta che la materia collassa, in seguito all’evoluzione stellare, si forma un punto a densità infinita e volume zero, chiamato” singolarità”.
Ecco, il problema sta proprio nella “singolarità” di questo punto.

Non riesco a capire dove sta il problema – si meraviglia il mio cane.

Ora ti spiego, fai attenzione.
Dato che la singolarità è infinitamente piccola (nulla), non può avere una struttura. Perciò essa non può contenere alcuna informazione. Tutti i dati fisici relativi a eventuali particelle che rimangono intrappolate dal buco nero vanno persi per sempre.

Cosa c’è di stano? Non capisco, mi sembra una cosa logica. – mi fa osservare il amico fedele.

Logica solo apparentemente, caro amico – rispondo.
Questa era la visione su cui si è basata da circa trenta anni l’astrofisica dei buchi-neri.
Il punto è che la teoria dei quanti, che descrive lo spazio e la materia su scale atomiche, contraddice questa visione.
La teoria quantistica afferma che ogni processo fisico può evolvere al rovescio. Perciò le condizioni iniziali possono essere derivate dalle condizioni finali. Questo in parole povere significa che anche un buco nero può immagazzinare l’informazione dei processi fisici che rimangono intrappolati in esso.

Ma come? – il mio cane è sempre più interessato.

Non si sa. Tuttavia Stephen Hawking ha una idea.
Hawking ha sempre pensato che ogni volta che l’informazione di un processo fisico rimane intrappolata su un buco nero non c’è alcun modo perché possa sfuggire via.
Le nuova idea di Hawking è un tentativo di riconciliare la teoria quantistica con la relatività generale.

Il 21 Luglio 2004, al 17° Congresso Internazionale su “Relatività Generale e Gravitazione” tenutosi a Dublino dal 18 al 23 Luglio, l’astrofisico di fama mondiale Stephen Hawking ha ammesso di aver “sbagliato” su alcuni concetti relativi all’astrofisica dei buchi-neri.

“Non esiste in assoluto un buco nero”.

Per descrivere la sua nuova idea sulla fisica dei buchi-neri, Hawking ha utilizzato una tecnica matematica introdotta dal fisico Richard Feynman, che l’ha applicata inizialmente alle particelle elementari. La nuova descrizione di Hawking si basa sul fatto che sembra “non esistere in assoluto un buco-nero”, piuttosto esiste una regione dello spaziotempo dove i processi fisici richiedono un tempo più lungo per sfuggire all’attrazione gravitazionale. Questo significa che i buchi-neri non si riducono del tutto ad una vera e propria singolarità.

In altre parole, un oggetto che cade in un buco-nero non scompare completamente; piuttosto il buco-nero viene “alterato” nel momento in cui “assorbe” l’oggetto stesso. L’informazione fisica dell’oggetto, anche se difficile da recuperare, rimane ancora lì da qualche parte all’interno del buco nero.

Per dare corpo a questa idea Hawking 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. Una specie di barriera per il non ritorno.
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.

Se non lo avete capito, Hawking sta aprendo la porta ad uno scenario estremo: “qualsiasi cosa in linea di principio può uscire da un buco nero“.

Come può allora sfuggire questa informazione ? – mi domanda il mio sapientone di cane.

Questo te lo dico in un successivo post, non voglio mica trapanare la mente dei miei lettori.

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