Buchi neri e le teorie di Stephen Hawking: la conferma di uno studio

Nel 1974 Stephen Hawking ipotizzò una delle teorie più rivoluzionarie sui buchi neri: i buchi neri emettono radiazioni termiche, e non elettromagnetiche, a causa di effetti quantistici. Le radiazioni prendono il nome di Radiazione di Hawking, esse sono simili alle radiazioni del corpo nero prodotte dalla temperatura del buco nero, la quale è inversamente proporzionale alla sua massa.

La dispersione delle radiazioni indicherebbero una lenta e costante evaporazione, anche se tuttavia, troppo debole per essere individuata. Gli scienziati hanno ricreato in laboratorio dei modelli analoghi ai buchi neri per poter verificare queste ipotesi. Il metodo utilizzato prevedeva un sistema di fibre ottiche sviluppato da Leonhardt alcuni anni fa. Ovviamente esso non può simulare gli effetti gravitazionali ma la matematica è analoga a a quella che descrive i buchi neri secondo la relatività generale.

La teoria di Hawking

La fibra ottica ha le stesse caratteristiche di un condotto, al fine di creare un orizzonte degli eventi, sono stati inviati due impulsi di luce ultravioletta lungo la fibra in modo che essi in modo che interferissero tra di loro. Così facendo, l’effetto finale era visibile grazie come variazione dell’indice di rifrazione della fibra. Infine il team ha trasmesso al sistema una luce aggiuntiva in modo da provocare un aumento della radiazione con una frequenza negativa.

Questa frequenza assorbiva energia dall’orizzonte degli eventi allo stesso modo in cui avvengono le radiazioni di Hawking. Inducendo la radiazione stimolata, è stato possibile analizzare dei dati matematicamente analoghi a quelli delle radiazioni spontanee. Sebbene Leonhardt e il suo team siano sicuri che il loro esperimento abbia effettivamente prodotto radiazioni Hawking, non c’è la certezza che l’emissione di energia sia stata provocata da un aumento delle normali radiazioni.

Il fisico Ulf Leonhardt ha spiegato in un intervista a Physics World: “La radiazione di Hawking è un fenomeno molto più generale di quanto inizialmente pensato. Può accadere ogni volta che si creano orizzonti di eventi, sia nell’astrofisica che nella luce in materiali ottici, onde d’acqua o atomi ultrafreddi. I nostri calcoli numerici prevedono una luce Hawking molto più forte di quella che abbiamo visto. Abbiamo in programma di indagare su questo, ma siamo aperti alle sorprese e resteranno i nostri peggiori critici“.