Wormhole fatti da buco nero e buco bianco forse stabili secondo studio

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Un nuovo studio, realizzato dal fisico Pascal Koiran dell’Ecole Normale Supérieure de Lyon, suggerisce una modalità con la quale i wormhole, detti anche cunicoli spazio-temporali, potrebbero formarsi e potrebbero, almeno in parte, funzionare. Lo scienziato si basa sull’idea che uno wormhole potrebbe essere composto da un buco nero, l’entrata, e da un buco bianco, l’uscita. Il fisico teorizza il percorso che una particella potrebbe percorrere in un wormhole del genere.

Metrica di Schwarzschild

Come spiega Live Science, che ha ripreso lo studio pubblicato su arXiv, una soluzione diffusa che si usa per concettualizzare la formazione di questi complessi fenomeni fisici, ancora del tutto teorici, è quella della metrica di Schwarzschild. Si tratta di una soluzione delle equazioni di Einstein per descrivere il campo gravitazionale che può trovarsi all’esterno di una massa sferica quando la carica elettrica e il momento angolare della massa nonché la costante cosmologica sono tutti equivalenti a zero.

Wormhole concettualizzati con la metrica di Eddington-Finkelstein

I wormhole furono concettualizzati da Albert Einstein e Nathan Rosen (ponti di Einstein-Rosen) utilizzando proprio la metrica di Schwarzschild. E quasi tutte le concettualizzazioni successive si basano su questa metrica.
Koiran, però, ha deciso di usare un’altra metrica, quella di Eddington-Finkelstein, derivante tra l’altro dalla metrica di Schwarzschild, che può essere usata per descrivere lo spazio-tempo intorno ad un buco nero che per descrivere che cosa accada alle particelle quando oltrepassano l’orizzonte degli eventi.

Wormhole concettualizzati con buchi neri e buchi bianchi

Esiste un’idea per spiegare i wormhole che prende in considerazione il concetto dei buchi bianchi che fanno fuoriuscire gli oggetti invece di attirarli irrimediabilmente come fanno i buchi neri. In questo caso il wormhole sarebbe composto da un buco e un buco bianco accoppiati, un sistema che creerebbe un tunnel attraverso lo spazio-tempo: un oggetto entrerebbe ipoteticamente nel buco nero per fuoriuscire in un’altra parte dell’universo da un buco bianco.

Metrica di Eddington-Finkelstein

Nelle sue analisi, lo scienziato ha scoperto che la metrica di Eddington-Finkelstein risultava efficiente per tracciare il percorso che una particella può compiere quando attraversa un ponte di Einstein-Rosen. Una volta che la particella ha superato l’orizzonte degli eventi del buco nero, ossia l’ingresso del wormhole, entra in un tunnel e percorrere questo tunnel in una quantità di tempo finita, presumibilmente uscendo poi dall’altra parte, secondo i calcoli dello stesso Koiran.

Possono esistere cunicoli spazio-temporali stabili?

Si tratta di un un buon viatico per una futura scoperta di un wormhole realmente esistente e soprattutto stabile?
Le cose, come spiega Live Science, sono in realtà molto più complesse perché entrano in gioco altri fattori come quelli relativi alle altre forze e leggi della natura, oltre alla gravità che è descritta dalla relatività generale. Ad esempio la termodinamica suggerisce un livello di instabilità insuperabile per i buchi bianchi.
Lo studio, però, secondo Live Science, risulta comunque confortante per quanto riguarda l’ipotetica stabilità di un altrettanto ipotetico wormhole.

Note e approfondimenti

  1. Wormholes may be stable after all, new theory suggests | Live Science (IA)
  2. [2110.05938] Tempo di caduta nella metrica Eddington-Finkelstein, con applicazione ai ponti Einstein-Rosen (IA)

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