buco nero Stephen Hawking
Foto di Alexander Antropov da Pixabay

Secondo due nuovi studi, un gruppo di ricercatori potrebbero aver risolto il paradosso del buco nero di Stephen Hawking, un mistero durato quasi mezzo secolo. I risultati suggeriscono che qualcosa chiamato “capelli quantici” può essere effettivamente la risposta al problema. Come prima cosa hanno dimostrato che i buchi neri sono alquanto complessi, più di quanto si pensasse e i campi gravitazionali possono dirci molto di più su come si sono formati.

La materia che collassa nel buco nero lascia un segno nel proprio campo gravitazionale, un’impronta chiamata appunto “capelli quantici“. Proprio nel secondo studio i ricercatori hanno affermato che questi capelli quantici possono risolvere il paradosso dell’informazione del buco nero di Hawking. Quest’ultimo nel 1976 ha suggerito che quando i buchi neri evaporano, distruggono tutte le informazioni su come si sono formati.

 

Gli scienziati potrebbero spiegare il mistero del buco nero di Stephen Hawking

Quest’idea però va contro una legge della meccanica quantistica che afferma i processi in fisica possono essere matematicamente invertiti. Negli anni ’60, il fisico John Archibald Wheeler, discutendo della mancanza di caratteristiche osservabili dei buchi neri oltre la loro massa totale, rotazione e carica, coniò l’espressione “i buchi neri non hanno capelli”, nota come il teorema senza capelli. Tuttavia i capelli quantistici forniscono un metodo per preservare le informazioni quando il buco nero collassa e se è veramente cosi potrebbe risolvere uno dei grandi dilemmi più famosi della scienza.

I buchi neri sono stati a lungo considerati il ​​laboratorio perfetto per studiare come fondere la teoria della relatività generale di Einstein con la meccanica quantistica. Si presumeva che risolvere questo paradosso avrebbe richiesto un cambio di paradigma nella fisica, costringendo a riformulare la meccanica quantistica e della relatività. I nuovi studi hanno suggerito che tutto questo non è necessario. Un aspetto cruciale è che i buchi neri si formano dal collasso di oggetti compatti e quindi, secondo la teoria quantistica, non esiste una separazione assoluta tra l’interno e l’esterno del buco nero.

Nella teoria classica, l’orizzonte agisce come una perfetta membrana unidirezionale che non lascia uscire nulla e l’esterno è quindi lo stesso per tutti i buchi neri di una data massa. Questo è il classico teorema senza capelli. Al contrario nella teoria della meccanica quantistica, lo stato della materia che collassa e forma il buco nero continua a influenzare lo stato dell’esterno, anche se in un modo compatibile con gli attuali limiti sperimentali.

Foto di Alexander Antropov da Pixabay