Da Nature News arriva un annuncio che sembra sensazionale: i buchi neri non esistono.

Il fisico aveva già rivoluzionato la nostra comprensione di questi colossi gravitazionali nel 1974, quando dimostrò che i buchi neri non sono immortali ma perdono particelle (e quindi massa), per colpa di una stranezza quantistica chiamata “radiazione di Hawking”. Il nuovo documento, “Information preservation and weather forecasting for black holes“, che deve ancora passare un peer review ed è stato pubblicato online su arXiv il 22 gennaio, 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. 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. Un concetto, se vogliamo, molto più positivo.

Il tutto si riduce a un conflitto tra due teorie fondamentali della fisica che controllano il tessuto del nostro Universo, lo scontro tra la Relatività Generale di Einstein e le dinamiche quantistiche. Se si attraversa l’orizzonte degli eventi, ci si può muovere solo verso l’interno, è un punto di non ritorno unidirezionale. Nella sua forma più elementare , 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.

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”, spiega Hawking alla rivista Nature ma la teoria quantistica “permette all’energia e alle informazioni di fuggire da un buco nero”. Nello scenario classico, se un ipotetico sfortunato astronauta cadesse in un buco nero, passerebbe serenamente l’orizzonte degli eventi, ignaro della sua morte imminente, stirato e poi schiacciato dalla singolarità.

Ma il fisico teorico Joseph Polchinski, dell’Università della California a Santa Barbara, notò, però, che non accadrebbe la stessa cosa in meccanica quantistica, innescando così un paradosso, conosciuto come black-hole firewall, sul quale i fisici hanno discusso per quasi due anni. In questo caso, l’orizzonte degli eventi sarebbe una regione altamente energetica, o ‘firewall’, ossia un “muro di fuoco”, che brucerebbe il povero astronauta. E questo era un bel problema perché metteva in discussione il principio di equivalenza della teoria generale della relatività di Einstein, secondo il quale si dovrebbero percepire le leggi della fisica come identiche ovunque nell’Universo e un osservatore in caduta libera (uniformemente accelerato) non dovrebbe rilevare nessun effetto locale dovuto alla gravità. Da questo punto di vista, invece, l’orizzonte degli eventi dovrebbe essere un posto piuttosto insignificante.

Il nuovo studio di Hawking vuole essere una risposta al paradosso ma il fisico ammette che, una spiegazione completa del processo richiederebbe una teoria in grado di fondere con successo la gravità con le altre forze fondamentali della natura. Ma questo è un obiettivo che ha eluso i fisici per quasi un secolo: “la trattazione corretta” dice Hawking “rimane un mistero”. Hawking, tuttavia, propone una terza opzione grazie alla quale, la meccanica quantistica e la relatività generale, rimangono intatte, ma i buchi neri semplicemente non hanno un orizzonte degli eventi che “prende fuoco”. In sostanza, il fisico ritiene che l’idea dietro l’orizzonte degli eventi debba essere rielaborata: gli effetti quantistici intorno al buco nero causerebbero fluttuazioni spazio-temporali troppo selvagge per pensare all’esistenza di una superficie netta come l’orizzonte degli eventi. Piuttosto, un orizzonte apparente sarebbe un luogo dove materia ed energia rimarrebbero sospese nel tentativo di sfuggire dal buco nero.

“L’assenza di un orizzonte degli eventi significa che non ci sono buchi neri – nel senso di regimi da cui la luce non può sfuggire all’infinito”, scrive Hawking.
Polchinski commenta su New Scientist: “sembra quasi che [Hawking] stia sostituendo il firewall con un chaos-wall, che potrebbe essere la stessa cosa”.
Ad ogni modo, Hawking sta aprendo la porta ad uno scenario estremo: “qualsiasi cosa in linea di principio può uscire da un buco nero“. Quando gli effetti della meccanica quantistica e la gravità combinati si riducono e l’orizzonte può svanire, allora qualunque cosa prima intrappolata all’interno del buco nero, potrebbe essere rilasciata, ovviamente difficile immaginare in che condizioni.

di Radio RSC di lunedì 11 luglio 2011 Guarda la Foto Commenta

Stephen Hawking. Il Genio Medaglia Albert Einstein : Malgrado la malattia l’abbia costretto a vivere su una sedia a rotelle e a comunicare con un sintetizzatore vocale, è uno dei cosmologi più noti, Hawking è titolare a Cambridge della cattedra «Lucasiana» di Matematica e Fisica, carica ricoperta anche da Isaac Newton. Nel 1974 ha dimostrato che dal punto di vista termodinamico i buchi neri sono corpi neri e obbediscono alle leggi della termodinamica, posseggono una temperatura e un’entropia definite dal loro campo gravitazionale e dalla loro superficie. Quindi i buchi neri dovrebbero irradiare particelle con una temperatura e un’entropia definite. Questa irradiazione però porta in un tempo finito alla progressiva diminuzione di massa e quindi alla cosiddetta “evaporazione” completa del buco nero, anche se ancora non è chiaro il possibile risultato finale dell’evaporazione. Ad oggi questa resta ancora una teoria da verificare, motivo per cui (secondo alcuni) non ha ricevuto il Premio Nobel.Stephen Hawking nasce a Oxford nel 1942, esattamente 300 anni dopo la morte di Galileo Galilei, come ama ricordare. Durante l’infanzia nasce subito il suo interesse per l’universo, alimentato dalle discussioni con i compagni e gli amici. « Una delle cose di cui parlavamo era l’origine dell’universo e se ci fosse stato bisogno di un Dio per crearlo e per metterlo in movimento. Avevo sentito dire che la luce proveniente da galassie lontane è spostata verso l’estremo rosso dello spettro e che questo fatto dovesse indicare che l’universo è in espansione (uno spostamento verso l’azzurro significherebbe che esso è in contrazione). Ero sicuro che dovesse esserci qualche altra ragione per lo spostamento verso il rosso. Forse nel suo viaggio verso di noi la luce si affaticava, e quindi si spostava verso il rosso. Sembrava molto più naturale un universo essenzialmente immutabile ed eterno. »Successivamente, all’età di tredici anni, il giovane Stephen è colpito da una serie di febbri ghiandolari, che a parere dei medici non rappresentavano altro, se non scompensi propri della crescita. Nonostante durante il periodo universitario Hawking iniziasse a sentire i primi problemi della malattia, ciò non influì sul suo corso di studi e a soli venti anni si laureò a pieni voti. Per lui le porte delle università erano tutte spalancate. Proseguì così i suoi studi sui buchi neri, la relatività e l’universo. Nel periodo successivo, le crescenti difficoltà ad usare le mani lo convincono della necessità di sottoporsi ad un esame. Prelevatogli un campione di muscolo gli iniettano un liquido nella spina dorsale. La diagnosi fu di sclerosi laterale amiotrofica, una malattia tremenda che logora le cellule nervose. Nonostante la situazione terribile, Stephen non si arrende e continua i suoi studi. Successivamente sposa Jane Wilde che lo assisterà negli anni successivi e da cui avrà tre figli. Nel 1976 viene nominato titolare della cattedra di matematica già occupata da Isaac Newton. In questi anni resta completamente immobilizzato. Nel periodo che va dal 1965 al 1970 elabora teorie che spiegano l’evoluzione dell’universo. Nel 1970 compie studi sui buchi neri che lo porteranno alla stesura del suo “capolavoro” e best seller Dal big bang ai buchi neri. Breve storia del tempo, pubblicato nel 1988. Dopo, Hawking fu vittima di una strana aggressione su cui persino la polizia ha scarsi particolari. A causa di un intervento Hawking ha perso la voce: da allora il professore è costretto ad utilizzare uno strumento sofisticato che gli permette di parlare, sebbene molto lentamente, non più di quindici parole al minuto. Tra le sue ultime pubblicazioni ricordiamo L’universo in un guscio di noce, che ripercorre per tematiche il capolavoro sopracitato, ma anche La grande storia del tempo in cui, avvalendosi della collaborazione del fisico americano Leonard Molodov, ripropone le proprie riflessioni sulle origini e il destino dell’universo, gia trattate nel suo bestseller Dal Big Bang ai Buchi neri, in una versione ricca di note esplicative ed accessibile ad un pubblico più vasto.Tra i numerosi riconoscimenti ricordiomo che nel 1979 riceve la Medaglia Albert Einstein e nel 2009 riceve la Medaglia presidenziale della libertà, il più alto riconoscimento civile negli Stati Uniti.Ecco due interessanti interventi di Stephen Hawking:Grandi domande sull’Universo:

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