La teoria più famosa di Stephen Hawking sui buchi neri ha appena ricevuto un aggiornamento. La nuova teoria proclama che tutto nell’universo è destinato a evaporare lentamente. Nel 1974, Hawking propose che i buchi neri evaporassero perdendo quella che oggi è nota come radiazione di Hawking. Un lento ed inesorabile drenaggio di energia, sotto forma di particelle di luce, che si formano attorno ai campi gravitazionali immensamente potenti dei buchi neri.
Il nuovo aggiornamento della teoria suggerisce che la radiazione di Hawking non viene creata solo rubando energia dai buchi neri, ma da tutti gli oggetti con una massa sufficiente. Se la teoria è vera, significa che tutto nell’universo alla fine scomparirà, liberando energia sotto forma di luce.
La radiazione di Hawking
“Ciò significa che gli oggetti senza un orizzonte degli eventi, come i resti di stelle morte e altri grandi oggetti nell’universo, emettono questo tipo di radiazioni”, ha dichiarato in una nota (rif.) l’autore principale Heino Falcke, professore di astrofisica presso la Radboud University. “E, dopo un periodo molto lungo, ciò porterebbe all’evaporazione di tutto nell’universo, proprio come i buchi neri. Questo cambia non solo la nostra comprensione della radiazione di Hawking, ma anche la nostra visione dell’universo e del suo futuro”.
I ricercatori hanno pubblicato le loro scoperte il 2 giugno sulla rivista Physical Review Letters (rif.). Secondo la teoria quantistica dei campi, non esiste il vuoto. Lo spazio brulica di minuscole vibrazioni che con energia sufficiente, esplodono casualmente in particelle virtuali, producendo pacchetti di luce a bassissima energia, o fotoni.
Nel 1974, Hawking predisse che la forza gravitazionale sulla bocca dei buchi neri, l’orizzonte degli eventi, avrebbe richiamato all’esistenza i fotoni in questo modo. La gravità, secondo la relatività generale di Einstein, distorce lo spazio-tempo, così che i campi quantistici si deformano man mano che si avvicinano all’immensa attrazione gravitazionale della singolarità di un buco nero.
Il fenomeno avviene solo con i buchi neri ?
A causa dell’incertezza della meccanica quantistica, Hawking affermò che questi disallineamenti energetici fanno apparire i fotoni nello spazio contorto attorno ai buchi neri. Se poi le particelle sfuggono al buco nero, su una vasta scala temporale molto lunga, questi alla fine perderebbero tutta la loro energia e scomparirebbero.
Se un campo gravitazionale è tutto ciò che serve per produrre fluttuazioni quantistiche e fotoni, cosa impedisce a qualsiasi oggetto con una massa di creare radiazioni di Hawking ? La radiazione di Hawking ha bisogno delle può essere prodotta ovunque nello spazio e quindi l’intero universo è destinato ad evaporare ? Per rispondere a queste domande, gli autori dello studio hanno analizzato la radiazione di Hawking attraverso un processo chiamato effetto Schwinger. La materia può teoricamente essere generata dalle potenti distorsioni causate da un campo elettromagnetico.
In questo modo i fisici teorici hanno prodotto un modello matematico che riproduceva la radiazione di Hawking in spazi che sperimentavano una gamma di intensità del campo gravitazionale. Secondo la loro teoria, non è necessario un orizzonte degli eventi affinché l’energia fuoriesca lentamente da un oggetto massiccio sotto forma di luce. Il campo gravitazionale dell’oggetto è in grado di farlo da solo.
Speculazione in attesa di conferma
“Oltre un buco nero e la curvatura dello spazio-tempo tutti gli altri oggetti hanno un ruolo importante nella creazione di radiazioni”, ha detto Walter van Suijlekom. “Le particelle sono già separate, oltre il buco nero, dalle forze di marea del campo gravitazionale”.
Ciò che la teoria dei ricercatori significa in realtà non è ancora chiaro. Forse, la materia che compone stelle e pianeti invecchiando subirà una transizione energetica in uno stato di energia ultrabassa completamente nuovo. Questo potrebbe essere sufficiente per far collassare la materia in buchi neri, che continuerebbero a produrre lentamente luce fino a scomparire senza lasciare traccia.
Sfortunatamente o fortunatamente tutto questo è solo speculazione in attesa di conferma. Per capire se l’universo è destinato ad evaporare, i fisici dovranno individuare le radiazioni di Hawking prodotte attorno a oggetti gravitazionalmente densi, come buchi neri, pianeti, stelle o stelle di neutroni. Se tutto è destinato a scomparire in un lampo di luce fredda, avranno molti posti in cui guardare.
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