Cosa sono i buchi bianchi? Alcuni astrofisici pensano esistano. Ma nessuno ne ha mai visto uno

Buchi bianchi: diciamo che stai armeggiando matematicamente con i numeri che esplorano lo spazio-tempo attorno ad un buco nero e che sottrai quella stella collassata, cioè tutta la materia e la massa, dai tuoi calcoli. Ciò che la matematica rimanente descrive è qualcosa che viene chiamato buco bianco: una singolarità senza massa

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Cosa sono i buchi bianchi? Alcuni astrofisici pensano esistano. Ma nessuno ne ha mai visto uno
Cosa sono i buchi bianchi? Alcuni astrofisici pensano esistano. Ma nessuno ne ha mai visto uno

I buchi neri, un fenomeno previsto dalla relatività generale di Einstein, probabilmente, sono i misteri più avvincenti dell’universo e ne abbiamo capito alcuni segreti, anche se ancora non sappiamo per certo cosa succede al loro interno. Di recente, siamo addirittura riusciti a fotografarne un paio, tra cui Sagittarius A *, il buco nero supermassiccio che si trova al centro della nostra galassia. 

Per quanto ne sappiamo, i buchi neri sono così densi che nulla può sfuggirgli una volta oltrepassato l’orizzonte degli eventi, il punto oltre il quale è impossibile sfuggire alla loro gravità. Per quanto strani, però, i buchi neri potrebbero non essere l’unico tipo di buco presente nello spazio.

Collegati ai buchi neri, sarebbero i buchi bianchi, un fenomeno ancora più misterioso (tanto che ancora non ne abbiamo mai visto uno). Si pensa che i buchi bianchi possano derivare dal nucleo collassato di stelle morte ma, secondo i fisici, questi strani oggetti avrebbero alcune particolari proprietà. 

Diciamo che stai armeggiando matematicamente con i numeri che esplorano lo spazio-tempo attorno ad un buco nero e che sottrai quella stella collassata, cioè tutta la materia e la massa, dai tuoi calcoli. Ciò che la matematica rimanente descrive è qualcosa che viene chiamato buco bianco: una singolarità senza massa.

Come suggerisce il nome, i buchi bianchi sono l’opposto dei buchi neri.



Gli astrofisici stanno giocando con questo concetto dagli anni ’70. L’orizzonte degli eventi di un buco nero è il limite oltre il quale la sua forza di gravità impedisce alla luce di raggiungere la velocità di fuga, l’orizzonte degli eventi di un buco bianco, al contrario, impedirebbe a qualsiasi cosa di avvicinarglisi ulteriormente.

Non puoi sfuggire a un buco nero. Non puoi entrare in uno bianco. Quindi, dove un buco nero assorbe materia, un buco bianco l’espelle. I buchi bianchi sarebbero incredibilmente luminosi e incredibilmente energici, scagliando radiazioni nello spazio ad un ritmo furioso.

Spiega Erik Curiel, scrittore per The Stanford Encyclopedia of Philosophy: “Le equazioni di campo della relatività generale non individuano una direzione preferita del tempo, se la formazione di un buco nero è consentita dalle leggi dello spaziotempo e della gravità, allora quelle leggi permettono anche l’esistenza dei buchi bianchi“.

Ad oggi, non risulta che sia mai stato osservato un buco bianco. I fisici pensano che, probabilmente, potrebbero non esistere effettivamente nel nostro Universo, e ci sono diverse ragioni per questo.

Una grande domanda è: se esistessero, come si formerebbero? Abbiamo modelli plausibili per come si formano i buchi neri, ma per i buchi bianchi siamo a zero, si tratta di una semplice ipotesi non suffragata da nessuna osservazione.

Per creare buchi bianchi sarebbe necessaria una violazione della seconda legge della termodinamica, ottenere una diminuzione dell’entropia

Partire dalla singolarità è di per sé un problema.

L’unico modo per creare la singolarità nell’universo reale sarebbe che la singolarità fosse già lì, in qualche modo l’universo dovrebbe formarsi con singolarità già pronte,” spiega l’astrofisico Karen Masters. “Non c’è nulla che suggerisca che l’Universo sia iniziato con delle singolarità già pronte, anzi, per quanto ne sappiamo finora, sarebbe davvero strano se fosse stato così“.

Ma ignoriamo tutto questo per un secondo, e supponiamo che, in qualche modo, sia comparso un buco bianco: secondo la matematica, non ci può essere materia all’interno dello spazio-tempo che include un buco nero. Non appena la materia entra in quella regione, non importa quanto sia minuscolo un granello, non può più includere un buco bianco.

Quindi, se un buco bianco è mai esistito, probabilmente ha smesso di esistere abbastanza rapidamente. Se l’Universo avesse avuto dei buchi bianchi al suo inizio, si sarebbero esauriti miliardi di anni prima che iniziasse la vita sulla Terra.

C’è da dire, però, che, mentre i buchi bianchi sono attualmente un’idea puramente teorica, anche i buchi neri lo erano fino a non molto tempo fa. In effetti, c’è un tipo di evento che gli scienziati hanno presentato come un possibile candidato per essere testimone dell’esistenza dei buchi bianchi: i Gamma Ray Burst, o scoppi di raggi gamma. Questi scoppi sono tra gli eventi più brillanti e più energetici dell’Universo, emettono più energia in 10 secondi di quanto può fare il Sole in 10 miliardi di anni.

Sono accompagnati da un afterglow che indica che sono stati provocati da esplosioni stellari, e nel 2017, gli astronomi ne hanno individuato uno causato dall’ormai famosa collisione tra due stelle di neutroni, il GW170817

Nel 2011, due astrofisici avevano proposto che uno scoppio di raggi gamma dotato di proprietà insolite possa essere un buco bianco ma bisogna dire che gli astronomi della NASA ritengono che fosse, probabilmente, un buco nero durante il processo di formazione. Le probabilità che si tratti di un buco bianco sono piuttosto basse.

Qualcuno ha anche avanzato un’idea ancora più ardita: l’evento Big Bang stesso potrebbe essere stato un buco bianco supermassiccio. Questo concetto è stato anche esplorato matematicamente ma, ancora una volta, è roba altamente teorica senza alcun riscontro, al meno per ora, nella realtà.

C’è di più. C’è un’ipotesi che un buco bianco sia ciò in cui si trasforma in un buco nero alla fine della sua vita. I buchi neri sembrano abbastanza longevi, quindi è possibile che l’Universo non esista ancora da abbastanza tempo da aver avuto luogo questa presunta evoluzione da buco nero a buco bianco. O esiste da abbastanza tempo ed i buchi bianchi, come detto prima, durano talmente poco che escono dall’esistenza prima che sia possibile vederli.

Oppure, come recita un’altra ipotesi, l’universo esiste da abbastanza tempo, ma sono solo i minuscoli buchi neri primordiali che si sono trasformati in minuscoli buchi bianchi, che ora costituiscono un componente della materia oscura.

Queste sono tutte possibilità matematiche, ma nell’Universo in cui viviamo, non nel regno della pura matematica, non ne abbiamo mai visto uno e, ormai, riusciamo a guardare abbastanza lontano anche se può darsi che non sappiamo ancora cosa guardare. Se mai troveremo davvero un Buco Bianco, dovremo seriamente ripensare alla nostra comprensione dell’Universo.

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