Sembra sia (finalmente) risolto uno dei più grandi paradossi dell'universo

Esistono molti misteri nell’universo a cui gli scienziati non sanno dare una risposta. Probabilmente in futuro ce la faranno, perché la scienza fa passi avanti da gigante, ma per il momento rimangono ignoti. C’è invece un paradosso che potremmo aver risolto, e riguarda i buchi neri.

Il paradosso dei buchi neri

È una delle domande più assillanti e a cui è più difficile dare risposta per tutti gli scienziati del mondo: i buchi neri infrangono tutte le teorie scientifiche che conosciamo?

Di loro sappiamo alcune cose: conosciamo più o meno cosa fanno, siamo riusciti a fotografarli e addirittura a pesarli. La maggior parte delle cose che sappiamo sui buchi neri viene dalla teoria della relatività generale di Einstein, secondo cui possono avere solo tre caratteristiche distinguibili: massa, carica e momento angolare (altrimenti noto come spin). Se due buchi neri hanno valori uguali per ognuno di questi attributi, sono allora identici, perché non esistono altri elementi distintivi per riconoscerli – queste peculiarità vengono scherzosamente definite “hair”, o capelli.

Peccato che ci si metta di metto la meccanica quantistica, secondo cui tutte le particelle esistenti sono piene di informazioni quantistiche, che si conservano anche se l’oggetto che compongono viene distrutto. Questo può applicarsi anche alle stelle che sono collassate e hanno formato un buco nero, e anche agli oggetti che lo stesso può aver risucchiato: sia la stella che gli oggetti – o meglio, le informazioni quantistiche che li componevano – devono ancora esistere da qualche parte. In altre parole, i buchi neri devono contenere queste informazioni, o hair.

Potrebbero essere nascosti oltre l’orizzonte degli eventi, il punto limite di un buco nero che fa “scomparire” tutto quello che ci si avvicina. Ma secondo le teoria di Einstein questo non può succedere: tutto quello che supera l’orizzonte degli eventi semplicemente scompare, violando una regola della fisica quantistica.

Quindi: o la teoria della relatività o la meccanica quantistica, due fondamenta scientifiche su cui si basa tutto quello che sappiamo dell’universo, sbagliano. Ma forse questo paradosso, dopo cinquant’anni, è stato risolto.

Mistero (forse) risolto

A quanto pare i buchi neri non sono del tutto privi di materia e caratteristiche, un grande punto fatto di niente, ma in realtà hanno delle caratteristiche distintive, i famosi capelli di cui parlavamo prima. Una rivelazione che potrebbe finalmente risolvere il paradosso dell’informazione proposto da Stephen Hawking negli anni ’70, e potrebbe aiutare a collegare le teorie della relatività generale e della meccanica quantistica.

Secondo uno studio pubblicato sulla rivista scientifica Physics Letters B, tutta la materia che scompare in un buco nero lascia un’impronta nel suo campo gravitazionale, dandogli i suoi hair.

Per giungere a questa conclusione, i ricercatori hanno usato una serie di equazioni matematiche: hanno spiegato cosa succede quando due stelle di uguale dimensione e massa ma di diversa composizione collassano. Hanno scoperto che mentre i buchi neri risultanti possono essere identici in carica, massa e spin, i loro campi gravitazionali differiscono, perché mantengono i resti delle informazioni quantistiche contenute nelle stelle da cui si sono formati.

In questo modo siamo riusciti a risolvere uno dei grandi misteri della scienza che ancora rimangono senza risposta.