Prevista l’esistenza del ponte di Einstein – Rosen in miniatura

Il ponte di Einstein – Rosen, o "wormhole", è una soluzione delle equazioni di Einstein che permetterebbe di connettere un buco nero e un buco bianco consentendo viaggi superluminali

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Un team internazionale ha proposto un nuovo modello teorico che prevede l’esistenza del “ponte di Einstein – Rosen in miniatura”, un wormhole microscopico in grado di connettere istantaneamente punti distanti dello spaziotempo o funzionare come “macchina del tempo”.

Il ponte di Einstein – Rosen “in miniatura” postulato dal team probabilmente non sarebbe adatto per compire viaggi interstellari. Questi minuscoli tunnel potrebbero essere attraversati solamente da particelle o da onde elettromagnetiche.

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Il ponte di Einstein – Rosen o “wormhole” è una soluzione delle equazioni di Einstein che permetterebbe di connettere un buco nero e un buco bianco permettendo in teoria viaggi superluminali.

Fu John Archibald Wheeler a coniare il termine wormhole e a dimostrare che il ponte di Einstein – Rosen, qualora esistesse, se attraversato collasserebbe su se stesso in una frazione di secondo, chiudendosi e impedendo il passaggio di qualsiasi oggetto o informazione.

Per stabilizzare il ponte di Einstein – Rosen sarebbe necessaria un tipo di materia esotica con massa negativa. Se questa materia esistesse, potrebbe bilanciare il campo gravitazionale del wormhole tenendolo aperto.

Tale possibilità venne dimostrata nel 1988 da Kip Thorne (premio Nobel per la fisica nel 2017) e Mike Morris. La soluzione matematica è interessante, ma puramente accademica.

Ma nel 1998 due team di ricerca, guidati rispettivamente da Samuel Perlmutter e da Brian Schmidt e Adam Riess (vincitori del premio Nobel nel 2011), scoprirono che l’espansione dell’universo invece di decelerare come previsto all’epoca, accelerava.

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L’accelerazione è possibile se qualcosa nell’universo stesso ne contrasta l’attrazione gravitazionale. Questo “qualcosa” è simile alla massa negativa necessaria a tenere aperto il ponte di Einstein – Rosen.

Nonostante i successi “teorici” l’esistenza fisica di un wormhole non è stata finora osservata. Inoltre l’osservazione di un tale fenomeno potrebbe non avvenire mai se fosse vera la congettura di Stephen Hawking, secondo cui una qualche ignota legge vieterebbe i viaggi nel tempo per evitare ogni tipo di paradosso.

Nonostante la “censura di Hawking” il ponte di Eistein – Rosen ha attratto scrittori e registi che spesso ne fanno uso nelle loro opere di fantascienza utilizzandoli per viaggiare a velocità fantastiche da un punto all’altro dell’universo o per compiere incredibili viaggi nel passato o verso il futuro.

Il ponte di Einstein – Rosen in miniatura

Un team internazionale guidato dal dottor Jose Luis Blázquez-Salcedo dell’Università di Oldenburg ha ora presentato un nuovo modello teorico nella rivista scientifica Physical Review Letters che fa sembrare il ponte di Einstein – Rosen meno inverosimile rispetto alle teorie precedenti.

Il ponte di Einstein – Rosen, come i buchi neri, è previsto dalle equazioni della teoria della relatività generale di Albert Einstein. Un postulato importante della teoria di Einstein è che l’universo ha quattro dimensioni:

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tre dimensioni spaziali e una temporale. Unite formano ciò che viene definito tessuto spaziotemporale che può essere deformato e curvato da oggetti massicci.

La curvatura dello spaziotempo determina il modo in cui astronavi e pianeti, ma anche la luce, si muovono. “In teoria, lo spaziotempo potrebbe anche essere piegato e curvato senza la presenza di oggetti massicci”, afferma Blázquez-Salcedo.

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In questo scenario, un ponte di Einstein – Rosen sarebbe una regione estremamente curva nello spaziotempo che collegherebbe due punti distanti nello spazio, come un vero e proprio tunnel.

Come detto, un simile passaggio sarebbe instabile. Tuttavia, Blázquez-Salcedo e i suoi colleghi Dr. Christian Knoll dell’Università di Oldenburg ed Eugen Radu dell’Universidade de Aveiro in Portogallo dimostrano nel loro modello che i wormhole potrebbero essere attraversabili anche senza postulare l’esistenza della materia “negativa”.

I ricercatori hanno utilizzato un altro tipo di approccio combinando elementi della teoria della relatività con elementi della teoria quantistica e della teoria dell’elettrodinamica classica.

Nel loro modello considerano alcune particelle elementari come gli elettroni e la loro carica elettrica, come la materia che deve passare attraverso il ponte di Einstein – Rosen.

Come descrizione matematica hanno scelto l’equazione di Dirac, una formula che descrive la funzione di densità di probabilità di una particella secondo la teoria quantistica e la relatività come un cosiddetto campo di Dirac.

L’inclusione del campo di Dirac nel modello permette il passaggio attraverso il ponte di Einstein – Rosen, a condizione che il rapporto tra la carica elettrica e la massa del wormhole superi una certa soglia limite.

Oltre alla materia, anche le onde elettromagnetiche potrebbero attraversare i minuscoli tunnel nello spaziotempo.

Il modello proposto dai ricercatori dovrebbe essere ulteriormente perfezionato per scoprire se tali strutture insolite potrebbero effettivamente esistere nel nostro strano universo.