Per secoli le leggi della fisica sono sembrate completamente deterministiche. Se sapessi dov’è ogni particella, quanto velocemente si muove e quali sono le forze tra di loro in ogni istante, potresti sapere esattamente dove si troveranno e cosa faranno in qualsiasi momento nel futuro. Da Newton a Maxwell, le regole che governavano l’Universo non avevano alcuna forma di incertezza intrinseca. Gli unici limiti derivavano dalla limitata conoscenza, misurazioni e potere di calcolo.

Tutto questo è cambiato poco più di 100 anni fa.Dalla radioattività all’effetto fotoelettrico al comportamento della luce quando la si fa passare attraverso una doppia fenditura, abbiamo iniziato a renderci conto che in molte circostanze potevamo solo prevedere la probabilità che si verificassero vari esiti come conseguenza della natura quantistica del nostro Universo. Ma insieme a questa nuova immagine controintuitiva della realtà, sono sorti molti miti e idee sbagliate. Ecco la vera scienza dietro 10 di loro.

1.) Gli effetti quantistici si verificano solo su piccola scala. Quando pensiamo agli effetti quantistici, in genere pensiamo alle singole particelle (o onde) e alle bizzarre proprietà che mostrano. Ma si verificano effetti macroscopici su larga scala che sono intrinsecamente di natura quantistica.

I metalli conduttori raffreddati al di sotto di una certa temperatura diventano superconduttori: dove la loro resistenza scende a zero. Costruire tracce superconduttive in cui i magneti levitano sopra di loro e viaggiano intorno a loro senza mai rallentare è un progetto scientifico di routine per studenti in questi giorni, costruito su effetti intrinsecamente quantistici.

I superfluidi possono essere creati su grandi scale macroscopiche, così come i tamburi quantistici che simultaneamente vibrano e non vibrano. Negli ultimi 25 anni sono stati assegnati 6 premi Nobel per vari fenomeni quantistici macroscopici.

2.) Quantico significa sempre “discreto”. L’idea che si possa sminuzzare la materia (o l’energia) in singoli pezzi – o quanti – è un concetto importante in fisica, ma non comprende completamente cosa significhi per qualcosa essere “quantistico” in natura. Ad esempio, considera un atomo. Gli atomi sono fatti di nuclei atomici con elettroni legati a loro.

Ora, pensa a questa domanda: dov’è l’elettrone in qualsiasi momento?

Anche se l’elettrone è un’entità quantistica, la sua posizione è incerta finché non la misuri. Prendi molti atomi e uniscili insieme (come in un conduttore) e spesso scoprirai che sebbene ci siano livelli di energia discreti occupati dagli elettroni, le loro posizioni possono letteralmente essere ovunque all’interno del conduttore. Molti effetti quantistici sono di natura continua, ed è assolutamente possibile che anche lo spazio e il tempo, a un livello quantico fondamentale, siano continui.

3.) L’entanglement quantistico consente alle informazioni di viaggiare più veloci della luce. Ecco un esperimento che possiamo eseguire:

• creare due particelle entangled,
• separarle con una grande distanza,
• misurare determinate proprietà quantistiche (come lo spin) di una particella alla tua estremità,
• e puoi conoscere istantaneamente alcune informazioni sullo stato quantistico di altre particelle: più veloce della velocità della luce.

Ma ecco il bello di questo esperimento: nessuna informazione viene trasmessa più velocemente della velocità della luce. Tutto ciò che sta accadendo è che misurando lo stato di una particella, stai vincolando i probabili esiti dell’altra particella. Se qualcuno va a misurare l’altra particella, non avrà modo di sapere che la prima particella è stata misurata e l’entanglement verrà rotto. L’unico modo per determinare se l’entanglement è stato interrotto o meno è riunire nuovamente i risultati di entrambe le misurazioni: un processo che può avvenire solo alla velocità della luce o più lentamente. Nessuna informazione può essere trasmessa più velocemente della luce; questo è stato dimostrato in un teorema del 1993.

4.) La sovrapposizione è fondamentale per la fisica quantistica. Immagina di avere più possibili stati quantistici in cui un sistema può trovarsi. Forse può essere nello stato “A” con il 55% di probabilità, nello stato “B” con il 30% di probabilità e nello stato “C” con il 15% di probabilità. Ogni volta che vai a fare una misurazione, però, non vedi mai un mix di questi possibili stati; otterrai solo un risultato a stato singolo: o è “A”, “B” o “C”.

Le sovrapposizioni sono incredibilmente utili come passaggi di calcolo intermedi per determinare quali saranno i tuoi possibili risultati (e le loro probabilità), ma non possiamo mai misurarli direttamente. Inoltre, le sovrapposizioni non si applicano a tutti i misurabili allo stesso modo, poiché puoi avere una sovrapposizione di momenti ma non posizioni o viceversa. A differenza dell’entanglement, che è un fenomeno quantistico fondamentale, la sovrapposizione non è quantificabile o misurabile universalmente.

5.) Non c’è niente di sbagliato nel fatto che tutti noi scegliamo la nostra interpretazione quantistica preferita. La fisica riguarda tutto ciò che puoi prevedere, osservare e misurare in questo Universo. Tuttavia, con la fisica quantistica, ci sono molti modi per concepire ciò che sta accadendo a livello quantico che concordano tutti allo stesso modo con gli esperimenti. La realtà può essere:

• una serie di funzioni d’onda quantistiche che istantaneamente “collassano” quando viene effettuata una misurazione,
• un insieme infinito di onde quantistiche, in cui una misurazione seleziona un membro dell’insieme,
• una sovrapposizione di potenziali che si muovono in avanti e all’indietro che si incontrano in una “stretta di mano quantistica”,
• un numero infinito di mondi possibili corrispondenti ai possibili esiti, dove occupiamo semplicemente un percorso,

così come molti altri. Eppure scegliere un’interpretazione piuttosto che un’altra non ci insegna nulla tranne, forse, i nostri pregiudizi umani. È meglio imparare ciò che possiamo osservare e misurare in varie condizioni, che è fisicamente reale, piuttosto che preferire un’interpretazione che non ha alcun vantaggio sperimentale rispetto a qualsiasi altra.

6.) Il teletrasporto è possibile, grazie alla meccanica quantistica. In realtà esiste un fenomeno reale noto come teletrasporto quantistico, ma in definitiva non significa che sia fisicamente possibile teletrasportare un oggetto fisico da un luogo a un altro. Se prendi due particelle entangled e ne tieni una vicina mentre invii l’altra a una destinazione desiderata, puoi teletrasportare le informazioni dallo stato quantistico sconosciuto da un’estremità all’altra.

Ciò ha enormi restrizioni, tuttavia, incluso il fatto che funziona solo per singole particelle e che solo le informazioni su uno stato quantico indeterminato, non qualsiasi materia fisica, possono essere teletrasportate. Anche se potessi ridimensionarlo per trasmettere l’informazione quantistica che codifica un intero essere umano, trasferire informazioni non è la stessa cosa che trasferire materia: non puoi teletrasportare un essere umano, mai, con il teletrasporto quantistico.

7.) Tutto è incerto in un Universo quantistico. Alcune cose sono incerte, ma molte cose sono estremamente ben definite e ben note in un Universo quantistico. Se prendi un elettrone, per esempio, non puoi sapere:

• la sua posizione e il suo slancio,
• o il suo momento angolare in più direzioni reciprocamente perpendicolari,

esattamente e simultaneamente in qualsiasi circostanza. Ma alcune cose sull’elettrone possono essere conosciute esattamente! Possiamo conoscere con assoluta certezza la sua massa a riposo, la sua carica elettrica o la sua durata (che sembra essere infinita).

Le uniche cose che sono incerte nella fisica quantistica sono coppie di grandezze fisiche che hanno tra loro una relazione specifica: cioè coppie di variabili coniugate. Questo è il motivo per cui esistono relazioni di incertezza tra energia e tempo, tensione e carica libera, o momento angolare e posizione angolare. Sebbene molte coppie di quantità abbiano un’incertezza intrinseca tra di loro, molte quantità sono ancora note esattamente.

8.) Ogni particella dello stesso tipo ha la stessa massa. Se potessi prendere due particelle identiche – come due protoni o due elettroni – e metterle su una scala perfettamente accurata, avrebbero sempre la stessa identica massa l’una dell’altra. Ma questo è solo perché i protoni e gli elettroni sono particelle stabili con vite infinite.

Se invece prendessi particelle instabili che decadono dopo poco tempo – come due quark top o due bosoni di Higgs – e le mettessi su una scala perfettamente accurata, non otterresti gli stessi valori. Questo perché c’è un’incertezza intrinseca tra energia e tempo: se una particella vive solo per un periodo di tempo finito, allora c’è un’incertezza intrinseca nella quantità di energia (e quindi, da E = mc², massa a riposo) che la particella ha. Nella fisica delle particelle, la chiamiamo “larghezza” di una particella e può portare a un’incertezza della massa intrinseca di una particella fino a una piccola percentuale.

9.) Lo stesso Einstein negò la meccanica quantistica. È vero che c’è una famosa citazione di Einstein su come “Dio non gioca a dadi con l’Universo“. Ma discutere contro una casualità fondamentale inerente alla meccanica quantistica – che è ciò di cui parlava il contesto di quella citazione – è discutere su come interpretare la meccanica quantistica, non un argomento contro la meccanica quantistica stessa.

In effetti, la natura dell’argomentazione di Einstein era che nell’Universo potrebbe esserci di più di quanto possiamo attualmente osservare, e se potessimo comprendere le regole che non abbiamo ancora scoperto, forse ciò che qui sembra essere casuale potrebbe rivelare una più profonda verità non casuale. Sebbene questa posizione non abbia prodotto risultati utili, l’esplorazione dei fondamenti della fisica quantistica continua ad essere un’area attiva di ricerca, escludendo con successo una serie di interpretazioni che coinvolgono “variabili nascoste” presenti nell’Universo.

10.) Gli scambi di particelle nella teoria quantistica dei campi descrivono completamente il nostro Universo. Questo è il “piccolo sporco segreto” della teoria quantistica dei campi che i fisici imparano all’università: la tecnica che usiamo più comunemente per calcolare le interazioni tra due particelle quantistiche qualsiasi. Li visualizziamo come particelle che vengono scambiate tra questi due quanti, insieme a tutti i possibili ulteriori scambi che potrebbero verificarsi come fasi intermedie.

Se potessi estrapolare questo a tutte le possibili interazioni – a ciò che gli scienziati chiamano ordini di loop arbitrari – finiresti con delle sciocchezze. Questa tecnica è solo un’approssimazione: una serie asintotica, non convergente, che si scompone oltre un certo numero di termini. È un’immagine incredibilmente utile, ma fondamentalmente incompleta. L’idea degli scambi di particelle virtuali è avvincente e intuitiva, ma è improbabile che sia la risposta definitiva.

In una prima scientifica, un team guidato da fisici dell’Università della California, Irvine (UCI ), ha rilevato i neutrini creati da un collisore di particelle. La scoperta promette di approfondire la comprensione da parte degli scienziati delle particelle subatomiche, che furono individuate per la prima volta nel 1956 e svolgono un ruolo chiave nel processo che fa bruciare le stelle.

Il lavoro potrebbe anche far luce sui neutrini cosmici che percorrono grandi distanze e si scontrano con la Terra, fornendo una finestra su parti lontane dell’universo.

Il rilevatore di particelle FASER

È l’ultimo risultato del Forward Search Experiment, o FASER, un rilevatore di particelle progettato e costruito da un gruppo internazionale di fisici e installato al CERN, il Consiglio europeo per la ricerca nucleare di Ginevra, in Svizzera. Lì, FASER rileva le particelle prodotte dal Large Hadron Collider del CERN.

“Abbiamo scoperto i neutrini da una fonte nuova di zecca – i collisori di particelle – in cui due fasci di particelle si scontrano a un’energia estremamente elevata”, ha affermato Jonathan Feng, fisico delle particelle della UC Irvine e co-portavoce della FASER Collaboration, che ha avviato il progetto che coinvolge oltre 80 ricercatori dell’UCI e 21 istituzioni partner.

Brian Petersen, fisico delle particelle al CERN, ha annunciato i risultati domenica a nome di FASER, alla 57a conferenza Rencontres de Moriond Electroweak Interactions and Unified Theories in Italia.

La scoperta promette di aiutare i fisici a comprendere la natura della particella più abbondante dell’universo.

I neutrini, che sono stati co-scoperti quasi 70 anni fa dal defunto fisico dell’UCI e premio Nobel Frederick Reines, sono la particella più abbondante nel cosmo e “sono stati di fondamentale importanza per stabilire il modello standard della fisica delle particelle”, ha affermato il co-portavoce di FASER Jamie Boyd, fisico delle particelle al CERN. “Ma nessun neutrino prodotto da un collisore era mai stato rilevato da un esperimento”.

Dal lavoro pionieristico di Reines e altri come Hank Sobel, professore di fisica e astronomia dell’UCI, la maggior parte dei neutrini studiati dai fisici sono stati neutrini a bassa energia. Ma i neutrini rilevati da FASER sono l’energia più alta mai prodotta in un laboratorio e sono simili ai neutrini trovati quando le particelle dello spazio profondo innescano spettacolari sciami di particelle nella nostra atmosfera.

Lo stesso FASER è nuovo e unico tra gli esperimenti di rilevamento di particelle. A differenza di altri rilevatori del CERN, come ATLAS, che è alto diversi piani e pesa migliaia di tonnellate, FASER è di circa una tonnellata e si inserisce perfettamente all’interno di un piccolo tunnel laterale del CERN. E ci sono voluti solo pochi anni per progettarlo e costruirlo utilizzando pezzi di ricambio di altri esperimenti.

“I neutrini sono le uniche particelle conosciute che gli esperimenti molto più grandi al Large Hadron Collider non sono in grado di rilevare direttamente, quindi l’osservazione riuscita di FASER significa che l’intero potenziale fisico del collider viene finalmente sfruttato”, ha dichiarato Dave Casper, fisico sperimentale dell’UCI.

Oltre ai neutrini, uno degli altri obiettivi principali di FASER è aiutare a identificare le particelle che compongono la materia oscura, che secondo i fisici comprende la maggior parte della materia nell’universo, ma che non è mai stata osservata direttamente.

FASER deve ancora trovare segni di materia oscura, ma con l’LHC pronto a iniziare un nuovo ciclo di collisioni di particelle tra pochi mesi, il rivelatore è pronto a registrare qualsiasi cosa appaia.

“Speriamo di vedere alcuni segnali entusiasmanti”, ha concluso Boyd.

Nel nostro Universo, le leggi della fisica ci dicono tutte le possibilità di ciò che è consentito concepibilmente esistere, ma solo osservando, misurando e sperimentando effettivamente possiamo determinare ciò che è veramente reale. Nella Relatività Generale di Einstein, una delle primissime possibilità mai scoperte fu quella dell’esistenza di un buco nero: una regione dello spazio con così tanta materia ed energia concentrate in un punto che dall’interno di quel volume niente, nemmeno la luce, avrebbe mai potuto fugggire. Il rovescio della medaglia è una soluzione matematica altrettanto possibile che è l’opposto di un buco nero: un buco bianco, da cui emergeranno spontaneamente materia ed energia.

È stato dimostrato, attraverso molti diversi tipi di osservazioni, che i buchi neri non solo sono fisicamente reali, ma sono abbastanza abbondanti in tutto l’Universo. E i buchi bianchi? Cosa sono, e sono anche fisicamente reali?

È una delle possibilità più affascinanti mai concepite. Diamo uno sguardo approfondito a tutto ciò che sappiamo.

L’idea dei buchi bianchi ha molto più senso se si inizia con la sua controparte molto più familiare: il buco nero. Pensato per la prima volta nel 18° secolo da John Michell che si riferiva a loro come “stelle oscure“, ci si rese conto che poiché tutte le masse nell’Universo hanno una “velocità di fuga” dalla loro superficie – cioè, c’è una certa velocità che si deve raggiungere per sfuggire completamente alla sua attrazione gravitazionale – se una massa sufficiente viene raccolta in un volume sufficientemente piccolo, quella velocità di fuga raggiungerà o supererà la velocità della luce. Poiché nulla può muoversi più velocemente di quella velocità, questi oggetti assorbirebbero luce e materia, ma non ne emetterebbero mai entro una certa distanza: il suo orizzonte degli eventi.

L’idea originale fu avanzata nel contesto della gravità newtoniana, ma nel 1915 fu pubblicata la teoria della relatività generale di Einstein, che sostituì quella di Newton con una legge della gravità più completa. Ciononostante, i buchi neri persistettero: fu dimostrato che essi erano possibili all’interno della teoria di Einstein già nel 1916, e furono scoperte anche versioni di buchi neri con cariche elettriche e momento angolare (cioè spin) oltre che con massa. Con una massa sufficiente in una regione dello spazio, la creazione di un buco nero è quasi inevitabile.

Una delle cose affascinanti che devono accadere all’interno dell’orizzonte degli eventi di un buco nero, secondo le leggi della relatività, è la formazione di una singolarità. Una singolarità è qualcosa dove le leggi della fisica si infrangono. Nel caso di un buco nero, è dove le regole che descrivono lo spazio e il tempo non sono più applicabili; è come se in quel luogo non ottenessi altro che sciocchezze per le risposte a qualsiasi domanda fisica che puoi porre al sistema.

Indipendentemente dalla configurazione iniziale di materia ed energia che avevi prima della formazione di un buco nero, una volta che quel materiale collassa e forma un orizzonte degli eventi, la creazione di una singolarità non può essere evitata. Se hai solo massa per il tuo buco nero, quella singolarità sarà un punto, circondato da un orizzonte degli eventi sferico. Se il tuo buco nero ha anche momento angolare (cioè se ruota), allora quella singolarità viene spalmata in un anello unidimensionale: e, ancora, le leggi della fisica si infrangono ovunque lungo quell’anello, dando di nuovo risposte senza senso a qualsiasi domanda coinvolga il tempo o lo spazio.

Anche se non emettono alcuna luce, tuttavia, i loro effetti sulla materia – dalle stelle binarie compagne alla caduta di gas e materiale fino ai fotoni che vengono piegati e distorti dalla gravità del buco nero – hanno rivelato la loro presenza per molti decenni, culminando, alcuni anni fa, con l’immagine diretta della luce piegata attorno allo stesso orizzonte degli eventi di un buco nero.

Quindi se questo è un buco nero, cos’è un buco bianco?

I buchi bianchi

Ci sono due modi per vederlo. Uno è semplicemente riconoscere che la Relatività Generale è una teoria simmetrica nel tempo: se osservi un sistema di materia ed energia in movimento attraverso il tessuto dello spazio nel tempo, non puoi dire se l’orologio sta andando avanti o indietro. Le previsioni della Relatività Generale sono simmetriche nel tempo, il che significa che gli oggetti si muovono, accelerano e interagiscono secondo le stesse leggi in entrambi i casi.

Questo vale anche per casi bizzarri. Due buchi neri, che orbitano l’uno intorno all’altro in modo decadente ed emettono onde gravitazionali, obbediscono alle stesse regole fisiche di due buchi neri che orbitano l’uno intorno all’altro e assorbono le onde gravitazionali dall’ambiente circostante, allontanandosi sempre di più nel tempo. Una nube di materia in contrazione che si frammenta in ammassi che alla fine formeranno le stelle obbedisce alle stesse regole di una serie di ammassi di materia in espansione che si allontanano dai loro punti di origine e si diffondono in una nube grande e soffice.

E la materia che collassa per formare un orizzonte degli eventi e poi una singolarità, cioè un buco nero, obbedisce esattamente alle stesse regole di una singolarità da cui emergono materia ed energia, così come spazio e tempo. Considerare il caso di un buco nero invertito nel tempo è un modo efficace per concepire un buco bianco.

Un altro modo di pensare ai buchi bianchi non è invertire la freccia del tempo, ma piuttosto pensare a cosa succede se tratti lo spazio come reversibile. Prima di grattarti la testa chiedendoti come sia possibile una cosa del genere, tieni presente che ne abbiamo un analogo nel mondo reale: un globo sferico specchiato. Se mettessi uno specchio sferico nello spazio, sareste in grado di vedervi riflesso l’intero Universo esterno, semplicemente guardando lo specchio dalla giusta prospettiva.

Bene, lo spaziotempo all’interno e all’esterno dell’orizzonte degli eventi di un buco nero si comporta esattamente in modo analogo a quella situazione. Se consideri un buco nero che è definito solo da una massa puntiforme, cioè un buco nero di Schwarzschild, allora per qualunque valore di massa/energia abbia il buco nero, possiamo anche definire un raggio specifico (lo chiamiamo “R”) per l’orizzonte degli eventi del buco nero.

Puoi porre ogni sorta di domande su “come si comporta lo spazio” a qualsiasi distanza da quel buco nero, e possiamo invece chiamare quella distanza ” r “. Ora ci sono tre casi:

1. r > R , che ci pone al di fuori dell’orizzonte degli eventi.
2. r = R , che ci colloca all’orizzonte degli eventi.
3. E r < R , che ci colloca all’interno dell’orizzonte degli eventi.

Ora, ecco la parte difficile: invertire lo spazio. Tutto quello che dobbiamo fare è sostituire r, ovunque lo vediamo, con il suo inverso rispetto all’orizzonte degli eventi: ℛ, che possiamo definire come ℛ = R² / r.

Sorprendentemente, ora abbiamo gli stessi tre casi, ma tutto è invertito!

1. ℛ > R , che ci colloca all’interno dell’orizzonte degli eventi,
2. ℛ = R , che ci colloca all’orizzonte degli eventi,
3. e ℛ < R , che ci pone al di fuori dell’orizzonte degli eventi.

Nonostante il fatto che questo sia ora l’insieme opposto di condizioni per un buco nero, le equazioni che descrivono lo spazio e il tempo sono identiche per entrambi i casi.

Ciò significa, quindi, che se fingiamo che un buco nero sia “capovolto” – in modo che ogni punto dall’interno dell’orizzonte degli eventi di un buco nero (compresa la sua singolarità a r = 0) ora corrisponda a un punto al di fuori di l’orizzonte degli eventi di un buco nero (dove la singolarità ora va ovunque a r = ∞), e viceversa: recuperiamo lo stesso comportamento. L’unica differenza è che ciò che era fuori ora è dentro e ciò che era dentro ora è fuori; è solo invertito. Invece di un buco nero, questo oggetto “capovolto” può ora essere pensato come un buco bianco.

Nuovi universi

Una delle domande che i fisici si pongono spesso è questa: quando qualcosa attraversa l’altro lato (cioè l’interno) dell’orizzonte degli eventi di un buco nero, dove va? Certo, puoi semplicemente affermare “entra nella singolarità centrale del buco nero“, ma questa è una risposta insoddisfacente, soprattutto perché sappiamo che le leggi della fisica si infrangono in quella singolarità.

Una possibilità che viene spesso considerata è che la singolarità potrebbe non essere solo un punto in cui le cose “vanno” dopo essere cadute in un orizzonte degli eventi, ma potrebbe anche essere un punto da cui le cose “emergono“. Piuttosto che essere semplicemente “la fine” della storia per la materia, potrebbe invece essere “l’inizio” di una nuova storia diversa.

In altre parole, è del tutto plausibile che ci saranno eventi che corrispondono a grandi quantità di materia ed energia che emergono in uno specifico luogo e tempo che sembrano corrispondere anche a una singolarità. Non solo il nostro Universo potrebbe avere buchi neri, ma potrebbero esserci anche buchi bianchi: luoghi in cui le cose sembrano iniziare da una singolarità iniziale. I fisici sanno che, per molti versi, ciò sembra corrispondere a un evento straordinario avvenuto 13,8 miliardi di anni fa: il caldo Big Bang.

Ciò fa emergere l’affascinante possibilità che esista una connessione tra i buchi neri e l’emergere di un nuovo Universo. Ogni volta che il nostro Universo forma un nuovo buco nero, c’è un piccolo Universo che emerge, analogo a un buco bianco, da qualche parte dall’altra parte di una singolarità?

Ciò implica anche che il nostro Universo, e il nostro caldo Big Bang, sono emersi da uno stato non molto diverso da un buco bianco, ed è stato probabilmente causato da un precedente Universo che ha formato un buco nero, da cui la nostra emersione è stata la conseguenza?

C’è un calcolo divertente che si può fare con un piccolo sforzo che suggerisce che questa idea potrebbe essere presa sul serio. Se dovessi sommare tutta la materia e la radiazione all’interno dell’Universo osservabile – tutti gli atomi, tutti i buchi neri, tutta la materia oscura, tutti i fotoni e tutti i neutrini – otterresti un valore per la “massa” effettiva dell’Universo osservabile (in fondo, se la più famosa equazione di Einstein ci dice che E = mc² , allora è anche vero che m = E/c², e così possiamo trovare un valore di massa equivalente per tutte le cose che possiedono energia).

La risposta che ottieni per “quanto sarebbe grande l’orizzonte degli eventi di un buco nero con l’equivalente di massa di tutta la materia e le radiazioni all’interno dell’Universo osservabile?” è un numero notevole: circa 16,5 miliardi di anni luce. Questo è circa un terzo del raggio effettivo fino al bordo dell’Universo osservabile: 46,1 miliardi di anni luce. Infatti, se non fosse per la presenza di energia oscura – se avessimo più materia normale, materia oscura, neutrini o fotoni al posto dell’energia oscura – questi due valori coinciderebbero.

Anche se non abbiamo osservato alcuna prova di buchi bianchi nel nostro Universo, il fatto che abbiamo avuto un Big Bang e il fatto che abbiamo buchi neri nel nostro Universo è abbastanza coerente con l’idea che ci sia un “buco bianco” dall’altra parte di ogni buco nero mai stato creato.

In effetti, andando molto in profondità, se chiedi cosa succede quando cadi oltre l’orizzonte degli eventi esterno di un buco nero rotante, si scopre che ciò che sperimenti assomiglia molto a ciò che crediamo che il nostro Universo abbia sperimentato poco prima della inizio del caldo Big Bang: un periodo di espansione esponenziale, molto simile a quella che oggi conosciamo come inflazione cosmica.

Ma i buchi bianchi esistono davvero? La verità è che non ne abbiamo mai visto uno e non ci aspettiamo di trovarne mai uno nel nostro Universo. Gli orizzonti degli eventi, sfortunatamente, sono molto bravi a “nascondere” qualsiasi altra cosa accada dall’altra parte di essi. Potrebbe esserci qualcosa di molto interessante nelle posizioni centrali all’interno di ogni buco nero nel nostro Universo, ma non saremo mai in grado di accedervi. Potrebbe essersi verificato qualcosa di molto interessante in qualunque cosa abbia dato vita al nostro Universo prima dell’inizio dell’inflazione cosmica e delle sue conseguenze: il caldo Big Bang, ma non abbiamo modo di ottenere alcuna informazione su quel periodo.

La sobria verità, per quanto possiamo detestarla, è che la quantità di informazioni presenti nell’Universo è finita e ci rende incapaci di ricostruire cosa sta succedendo (o cosa è successo) dall’altra parte di questi eventi. Vale la pena ricordare che la Relatività Generale ammette i buchi bianchi come possibilità uguale ai buchi neri ma che, nel nostro Universo, sono state trovate solo prove osservative per i buchi neri. Mentre la matematica può dirti le possibilità di ciò che potrebbe accadere, solo le osservazioni, le misurazioni e gli esperimenti possono dirti cosa accade nell’Universo. I buchi bianchi rimangono una possibilità intrigante, ma la loro esistenza, in questo momento, può essere considerata solo speculativa, nella migliore delle ipotesi.