Stephen Hawking e i buchi neri: “Non esistono”. Lo studio su Nature
È diventato il cosmologo più famoso del mondo grazie proprio ai suoi studi su questi cannibali cosmici, ma ora lo scienziato sembra smentire sé stesso. "Sebbene per la fisica classica non ci sia via di fuga da un buco nero, la meccanica quantistica consente a energia e informazione di evadere. Tuttavia, la corretta definizione della questione rimane ancora un mistero”
È diventato il cosmologo più famoso del mondo grazie ai suoi studi sui buchi neri. I suoi libri sull’universo hanno venduto milioni di copie e le sue teorie hanno fatto capolino anche in alcuni episodi di Star Trek e dei Simpson. Ma il padre dei buchi neri adesso sembra rinnegare le sue stesse intuizioni scientifiche e cambia idea sull’esistenza di questi cannibali cosmici, che divorano ogni cosa passi nelle loro immediate vicinanze, luce compresa.
In uno studio ripreso su Nature Stephen Hawking mette in dubbio l’esistenza della nozione di “orizzonte degli eventi” – colonne d’Ercole al di là delle quali ogni cosa finisce nell’abbraccio gravitazionale del buco nero – giudicandola incompatibile con la meccanica quantistica, la teoria che descrive la natura dell’universo nell’infinitamente piccolo. Se l’affermazione fosse giunta da un altro scienziato sarebbe stata bollata quantomeno come stravagante. Ma se a ridiscutere la natura dei buchi neri è l’uomo che più di ogni altro ha legato il proprio nome a questi oggetti cosmici – la cui esistenza fu ipotizzata nel 1916 dalla teoria della Relatività di Einstein – l’affermazione non può passare sotto silenzio.
Le certezze di Hawking cominciano a vacillare già alcuni anni fa, quando le ricerche dei fisici John Preskill e Kip Thorne ipotizzano che in particolari condizioni l’informazione di ciò che precipita in un buco nero non sia persa del tutto. Hawking si mostra subito piuttosto scettico e fa una scommessa con i due studiosi. Nel contempo, decide però di approfondire l’ipotesi. Ne dimostra la veridicità e paga la scommessa, regalando ai colleghi un’enciclopedia di baseball. Adesso sembra essere andato molto oltre i suoi dubbi iniziali. “Secondo la nuova formulazione di Hawking – scrive Nature – materia ed energia restano prigioniere del buco nero solo temporaneamente, per poi essere rilasciate, sebbene in una forma alterata”.
Il cosmologo che ha ricoperto la cattedra lucasiana di matematica all’Università di Cambridge, la stessa che fu di Isaac Newton, afferma su Nature che “sebbene per la fisica classica non ci sia via di fuga da un buco nero, la meccanica quantistica consente a energia e informazione di evadere. Tuttavia, la corretta definizione della questione rimane ancora un mistero”. Mistero strettamente correlato a uno dei nodi ancora irrisolti della fisica moderna: l’incompatibilità tra la Relatività di Einstein, che descrive l’universo su grandi scale e la meccanica dei quanti, che spiega il mondo a livello subatomico. Le equazioni della fisica, infatti, come sono formulate adesso, sembrano perdere significato quando si spingono a descrivere cosa accade oltre il limite invalicabile dell’orizzonte degli eventi. Per questo fisici e cosmologi sono da decenni a caccia della cosiddetta “teoria del tutto”, che possa tenere insieme l’infinitamente grande con l’infinitamente piccolo. Lo studio di Hawking si inserisce proprio in questo filone di ricerca. E cerca di trovare una risposta al cosiddetto paradosso del buco nero: cosa accadrebbe a un astronauta che avesse la sfortuna di avvicinarsi troppo a un orizzonte degli eventi? Secondo le teorie più accreditate, finirebbe arrostito o sarebbe stiracchiato come un lungo spaghetto, a causa dell’immane differenza di gravità percepita ai due estremi del corpo, prima di scomparire. Ma il problema è proprio questo. Il suo destino sarebbe comunque segnato, ma cosa resterebbe dello sventurato astronauta dopo il suo incontro ravvicinato col buco nero? Quali informazioni rimarrebbero su di lui dal punto di vista fisico? Il lavoro di Hawking, denominato con il suo consueto umorismo “Mantenimento dell’informazione e previsioni del tempo per i buchi neri”, cerca di trovare una risposta a questi interrogativi. Basato su una lezione tenuta dal cosmologo britannico lo scorso agosto in occasione di un meeting presso il Kavli Institute for Theoretical Physics di Santa Barbara, in California, in esso il celebre cosmologo traccia una terza via: considerare la possibilità che l’orizzonte degli eventi non esista affatto, sostituito da un “orizzonte apparente” in grado di imbrigliare sì la luce, ma solo temporaneamente.
L’informazione, secondo questa nuova teoria, sopravvivrebbe al buco nero. Non ne sarebbe distrutta, ma rimescolata. E riemergerebbe, irriconoscibile, sottoforma di radiazione – già battezzata in passato radiazione di Hawking -. Una condizione che rende impossibile ricostruire la natura fisica di ciò che precipita dentro un buco nero. Hawking ricorre al paragone con le previsioni meteo per spiegare il destino che attende chi si avventura troppo nei dintorni di un buco nero: in teoria è possibile prevedere che tempo farà, e quindi cosa accadrà, ma in pratica è estremamente difficile riuscirci con la giusta accuratezza. La conclusione cui giunge Hawking alla fine del suo ragionamento è drastica. “L’assenza di orizzonti degli eventi – sentenzia lo scienziato nel suo studio – implica che non esistano buchi neri, nel senso di regimi dai quali la luce non può più sfuggire verso l’infinito”.