10:55 21 Novembre 2018
Black hole

Il segreto dei buchi bianchi: finestre su altri universi

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I buchi neri non si possono vedere, ma vi sono diversi dati indiretti che ne rivelano l’esistenza. I loro opposti, i buchi bianchi, esistono invece solo in teoria. Gli scienziati ipotizzano che potrebbero morire nel processo di sviluppo dell’universo o perdersi nella materia oscura rendendosi quindi invisibili all’uomo.

Sputnik vi spiega cosa si sa di questi oggetti esotici.     

Il fratello bianco dei buchi neri

Nel 1960 il fisico teorico sovietico Igor Novikov (Centro di studi astronomici presso l'Istituto di fisica Lebedev dell'Accademia russa delle scienze), basandosi sulla teoria della relatività, ha concluso che nello spazio ci debbano essere oggetti antitetici ai buchi neri. Li ha chiamati buchi bianchi. Immaginatevi una sfera con una massa tanto grande che dalla sua superficie ci si potrebbe divincolare solo raggiungendo la velocità della luce. Questo è un buco nero. Il suo raggio è definito gravitazionale. Se tutta la materia del Sole si compattasse in una sfera del raggio di 3 km, si trasformerebbe in un buco bianco.

Il raggio gravitazionale è anche chiamato orizzonte degli eventi. Se all'interno della sfera, ovvero al di là dell'orizzonte, finisse un oggetto, ad esempio, una navicella spaziale o un pezzo di materia stellare, questo non ritornerebbe più indietro. Le enormi forze gravitazionali lo tratterrebbero nel buco nero e lo degraderebbero nelle sue più elementari particelle.

Gli atomi si spostano molto velocemente dal buco nero al buco bianco, cioè in un altro universo. Si muovono dal futuro al passato. Il buco bianco è un buco nero con un collegamento nel tempo.

I buchi bianchi sono instabili. Mentre al loro interno si forma della materia, le forze gravitazionali acquisiscono maggiore forza e a un certo punto contraggono il corpo celeste fino a farlo diventare un buco nero.

Probabilmente tutti i buchi bianchi formatisi subito dopo il Big Bang oggi sono letteralmente morti. Per questo, non li vediamo.

Modello di possibili evoluzioni di un multiverso o di un universo, con al centro un buco bianco che crea il Big Bang
© Foto : Wikimedia/KronicTOOL/Public Domain
Modello di possibili evoluzioni di un multiverso o di un universo, con al centro un buco bianco che crea il Big Bang
Un foruncolo sull'Universo

Nella cosmologia attuale un buco bianco svolge una funzione importante: senza di esso non potrebbero nascere gli universi. All'inizio degli anni '80 il fisico americano Alan Guth, uno degli autori della teoria dell'inflazione cosmologica, ha ipotizzato il processo di creazione di un nuovo mondo all'interno del vecchio universo.

Ipotizziamo che nello spazio compaia una singolarità (un punto ad alta densità di materia che coincide con una curvatura dello spazio-tempo). La sua esplosione e la sua rapida espansione (inflazione) prendono avvio da un buco bianco il quale cresce proprio come un foruncolo. Con il tempo questo si stacca dall'universo madre lasciando una cicatrice, cioè il buco nero. Nel nuovo mondo comparirà un "ombelico". Le cicatrici "del parto" in entrambi gli universi cresceranno rapidamente grazie alla radiazione di Hawking.

Finché il nuovo mondo non si contrae, è possibile osservare la sua nascita e formazione all'intero di stelle e galassie. Non è escluso che anche il nostro universo abbia seguito lo stesso processo.

Dove cercare i buchi bianchi

I buchi neri sono stati scambiati per quasar, nuclei galattici estremamente luminosi. Nel 2011 gli studiosi israeliani Alon Retter e Shlomo Heller ipotizzarono che i buchi bianchi nascessero in maniera del tutto spontanea nello spazio e morissero una volta espulsa tutta la materia in una sola volta. Non possono essere considerati come corpi celesti, ma piuttosto come "finestre" sull'universo che vivono solo per qualche minuto. È impossibile prevedere il momento e il luogo in cui nascono i buchi bianchi.

Secondo Retter ed Heller, queste "finestre" spontanee sarebbero piuttosto dei lampi gamma, cioè potentissime esplosioni di raggi gamma della durata di circa due secondi. Le loro tracce si possono osservare in varie regioni dell'universo a distanza di molti miliardi di anni luce da noi. Se si verificasse un lampo gamma più vicino, la vita sulla Terra sarebbe distrutta in breve tempo.

Nel giugno del 2006 l'Osservatorio astronomico orbitante registrò nella costellazione dell'Indiano a una distanza di due miliardi di anni luce un insolito lampo gamma, denominato GRB 060614. Insolito per la sua lunga durata (102 secondi) e per l'assenza di supernove in grado di generarlo nelle vicinanze. Retter ed Heller hanno ipotizzato che GRB 060614 fosse un buco bianco.

Nei nuclei della materia oscura

Secondo i fisici teorici Carlo Rovelli dalla Francia e Francesca Vidotto dalla Spagna, la maggior parte della materia oscura potrebbe essere composta da buchi bianchi. Hanno rivisto l'ipotesi di Jane MacGibbon sul fatto che la materia oscura fosse composto dai residui di buchi bianchi e sono giunti alla conclusione che in realtà si tratta di buchi bianchi veri e propri.

Professor Stephen Hawking
© East News / Photoshot/REPORTER
Si tratterebbe di nuclei neri primitivi creatisi subito dopo il Big Bang. Nei 13,7 miliardi di anni di esistenza dell'universo la materia gradualmente è fuoriuscita da questi nuclei sotto forma di radiazione di Hawking. Raggiunta la lunghezza di Plank (ordine di grandezza: 10-35 m), si sono trasformati in buchi bianchi.

A differenza dei buchi bianchi di dimensioni normali, quelli microscopici possono essere stabili in quanto a queste dimensioni i processi quantici prendono il sopravvento su quelli gravitazionali.

La materia oscura occupa circa un quarto dell'universo e si concentra all'interno delle galassie. Non si manifesta in alcun modo ed interagisce con la materia comune solamente quanto alla gravità. 

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Spazio, buco bianco, buco nero, Big Bang, Stephen Hawking, Spazio
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