Wormhole attraversabili e stabili senza usare materia “esotica”: è possibile secondo nuovo studio

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Forse attraversare i wormhole potrebbe essere possibile a patto che lo stesso cunicolo spazio-temporale sia caratterizzato da una specifica condizione di gravità. È la conclusione finale di uno studio, per ora apparso solo su arXiv, di João Rosa, un fisico dell’Università di Aveiro, Portogallo.
Il ricercatore sta eseguendo diverse simulazioni per capire come un oggetto, ad esempio un’astronave con esseri umani all’interno, possa attraversare un wormhole stabile in condizioni di sicurezza. Sostanzialmente il cunicolo non deve crollare su se stesso, non deve intrappolare l’oggetto che lo attraversa e non deve in alcun modo creargli un danno.

Che cosa sono i wormhole

I wormhole concettualmente sono molto semplici. Gli stessi scienziati non possono neanche affermare che si tratti solo di fantascienza in quanto sono previsti anche dalla teoria della relatività generale di Einstein. Tuttavia le condizioni affinché possa esisterne uno stabile ed attraversabile, le caratteristiche che alla fine ci interessano di più, sono molto difficile da ottenere, per diversi scienziati irrealistiche.
Si è speculato molto sui wormhole. Qualcuno ha affermato che potrebbero essere dei “portali” che potrebbero permettere di viaggiare da un punto all’altro dell’universo senza dover attraversare tutto lo spazio che separa i due punti stessi. In sostanza con un wormhole attraversabile e stabile che unisce due punti diversi dell’universo si potrebbero superare quei limiti, per ora invalicabili, imposti dalla velocità massima che qualunque corpo può raggiungere.

I wormhole stabili non sono attraversabili

Il fatto è, come diversi scienziati hanno dedotto, che i wormhole stabili, benché previsti dalla teoria della relatività generale, non sono attraversabili: l’ingresso si trova dietro il cosiddetto “orizzonte degli eventi”, una barriera unidirezionale dello spazio. In pratica, superato questo confine non si può tornare indietro e, presumibilmente, non si può più tornare nel nostro normale spazio-tempo.
I wormhole sono inoltre molto instabili: basta anche un singolo fotone che superi il suddetto confine per farlo collassare in maniera catastrofica.

Materia esotica per stabilizzare i cunicoli spazio-temporali?

Si è dunque pensato all’utilizzo di materia esotica, in particolare una materia con massa negativa o energia negativa. Una materia con massa negativa non è mai stata osservata e fa parte solo della pura teoria. La materia con energia negativa, invece, rappresenta qualcosa di più “reale” anche se sembra possa essere ottenuta solo a grandezze quantistiche.
Tuttavia, come spiega lo stesso Rosa, una materia ad energia negativa potrebbe impedire alla gola del wormhole di crollare su sé stessa e quindi di uccidere l’ipotetico viaggiatore. Si tratta, in ogni caso, di una materia che dovrebbe essere caratterizzata da una densità energetica media negativa, una caratteristica molto difficile da ottenere, osservata solo a livello quantistico e in casi molto rari, come spiega Live Science.

Una nuova teoria: gravità ibrida generalizzata metrica-Palatini

Dunque utilizzare materia ad energia negativa per costruire un wormhole o parti di esso al momento è del tutto impossibile e probabilmente sarà impossibile anche per il prossimo futuro.
E se ci liberassimo, almeno per quanto riguarda il discorso dei cunicoli spazio-temporali, della teoria della gravità contenuta nella teoria della relatività generale?
Partendo da questo presupposto il ricercatore ha realizzato un nuovo studio, apparso per il momento su arXiv, che si basa su un’altra teoria della gravità, quella della gravità ibrida generalizzata metrica-Palatini.
Si tratta di una teoria più flessibile della relatività generale per quanto riguarda le interazioni tra materia ed energia nonché tra spazio e tempo.

Sopraponendo ingressi si può stabilizzare wormhole senza energia negativa

Già in passato qualcuno aveva proposto di usare questo concetto teorico per rendere i wormhole attraversabili ma c’era comunque bisogno di energia negativa per stabilizzare la gola del cunicolo. Secondo Rosa, invece, è possibile non far ricorso all’energia negativa utilizzando una sorta di trucco: si possono sovrapporre gli ingressi del wormhole con gruppi gusci di materia regolare in una maniera specifica che permette al wormhole di essere attraversabile e senza utilizzare energia negativa.
Si parla, nell’abstract dello studio, di un “guscio sottile a doppio strato gravitazionale” che si forma sull’ipersuperficie di separazione del wormhole che permetta a quest’ultimo di rimanere stabile e di soddisfare la condizione di energia nulla.
“Quello che succede è che questi effetti gravitazionali necessari per garantire l’attraversamento del wormhole si verificano naturalmente se si modifica la gravità, e la materia esotica non è più necessaria per questo scopo”, spiega il ricercatore.

Note e approfondimenti

  1. [2107.14225] Double gravitational layer traversable wormholes in hybrid metric-Palatini gravity (IA)

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