Una nuova ricerca suggerisce che il Big Bang non sia stato l’inizio assoluto, ma un “rimbalzo” tra una fase di collasso e una di espansione. In questo scenario, buchi neri nati in un universo precedente potrebbero essere sopravvissuti come reliquie, offrendo una spiegazione rivoluzionaria alla natura della materia oscura e alla formazione precoce delle galassie osservate dal telescopio James Webb.
I buchi neri e l’universo prima del Big Bang
Per quasi un secolo, la scienza ha interpretato il Big Bang come una singolarità, un punto di densità infinita dove le leggi della fisica di Einstein cessano di funzionare. Molti fisici oggi considerano questa singolarità non come un evento fisico reale, ma come un segnale d’allarme matematico che indica i limiti delle teorie attuali nella descrizione dei primi istanti del cosmo. L’alternativa proposta è una cosmologia a rimbalzo, in cui l’universo subisce una fase di contrazione fino a una densità estremamente elevata ma finita, per poi espandersi nuovamente in un nuovo ciclo.
Il modello del rimbalzo emerge come una soluzione regolare nell’ambito della fisica standard quando si integrano in modo coerente la gravità e gli effetti della meccanica quantistica. Un pilastro fondamentale di questa teoria è il principio di esclusione di Pauli, che impedisce alla materia di essere compressa oltre un certo limite, creando una pressione degenere che resiste al collasso totale. Questa forza quantistica spiegherebbe perché l’universo non svanisce in un punto nullo, ma rimbalza verso una nuova fase di crescita, preservando potenzialmente strutture preesistenti.
A differenza della teoria standard dell’inflazione, che cancella ogni traccia di ciò che esisteva prima, un universo a rimbalzo permette la sopravvivenza di oggetti di dimensioni superiori ai novanta metri. Queste reliquie del passato conservano informazioni preziose su un’epoca cosmica precedente, manifestandosi sotto forma di onde gravitazionali, fluttuazioni di densità o oggetti compatti. In questo scenario, il cosmo che osserviamo oggi non sarebbe nato dal nulla, ma porterebbe con sé i frammenti pesanti e oscuri di un mondo precedente che ha cessato di esistere nel collasso.
I buchi neri relitti come candidati per la materia oscura
La ricerca ha individuato due percorsi principali attraverso i quali i buchi neri possono popolare l’universo attuale partendo da un’epoca remota. Il primo è la sopravvivenza diretta, dove oggetti compatti attraversano indenni la fase di massima compressione del rimbalzo per riemergere nella fase di espansione. Il secondo percorso prevede che la materia, aggregandosi durante la contrazione in strutture simili agli aloni galattici, collassi in modo efficiente in buchi neri subito dopo il rimbalzo, trasformando stelle e galassie precedenti in semi gravitazionali oscuri.
Questa teoria offre una risposta allettante al mistero della materia oscura, una sostanza che non emette luce ma che domina la massa delle galassie. Per decenni i fisici hanno cercato particelle subatomiche sconosciute senza successo, mentre i buchi neri relitti possiedono già tutte le proprietà richieste: sono invisibili, massicci e onnipresenti. Se il rimbalzo ne avesse prodotto un numero sufficiente, questi antichi frammenti potrebbero costituire la frazione dominante della massa invisibile che tiene unite le strutture dell’universo contemporaneo.
L’idea che la materia oscura sia composta da antichi buchi neri semplifica notevolmente il quadro cosmologico, eliminando la necessità di introdurre ingredienti esotici o particelle mai rilevate. Invece di cercare nuovi elementi fondamentali, la scienza potrebbe trovarsi di fronte a una realtà in cui i resti del collasso di un universo precedente formano l’ossatura invisibile di quello attuale. La materia oscura non sarebbe quindi una sostanza nuova, ma il residuo fossile di una cronologia cosmica molto più lunga di quanto precedentemente immaginato.
Il telescopio James Webb e i semi del cosmo primordiale
Le recenti scoperte del telescopio spaziale James Webb (JWST) sembrano fornire un supporto inaspettato a questa teoria, rivelando oggetti compatti ed estremamente rossi nei primi istanti dell’universo. Questi “piccoli punti rossi” sono sorgenti astronomiche inaspettatamente massicce e luminose, la cui esistenza è difficile da spiegare con i modelli standard. Secondo la cosmologia tradizionale, non ci sarebbe stato abbastanza tempo, a pochi milioni di anni dal Big Bang, per permettere a buchi neri così grandi di formarsi e crescere partendo da zero.
I buchi neri relitti offrono una spiegazione naturale a questo enigma, agendo come semi massicci già presenti immediatamente dopo il rimbalzo. Se questi oggetti fossero sopravvissuti dal ciclo precedente, l’universo primordiale non avrebbe dovuto affrontare il lento processo di formazione dei buchi neri supermassicci, poiché i nuclei fondamentali erano già al loro posto. Ciò spiegherebbe come sia stato possibile per le galassie antiche apparire così mature e strutturate in tempi così brevi rispetto alla nascita ufficiale del cosmo.
In questa nuova luce, le immagini catturate dal JWST potrebbero rappresentare i discendenti diretti delle reliquie pre-rimbalzo, offrendo una prova tangibile di un’epoca che credevamo inaccessibile. Se il modello CCC+TL o altre teorie a rimbalzo continueranno a superare i test osservativi, la nostra percezione del tempo e dello spazio cambierà per sempre. Il Big Bang non sarebbe più l’inizio di tutto, ma solo l’ultimo atto di una danza cosmica infinita tra collasso ed espansione, lasciando i buchi neri come soli testimoni di un passato immemorabile.
Lo studio è stato pubblicato su The Conversation.
