Da Newton a Laplace

Per comprendere appieno questo concetto è necessario tornare brevemente al XVIII secolo, subito dopo Newton e la sua mela. La legge di gravità porta con sé una conseguenza sorprendente: se si lancia un proiettile, questo cade a terra. E’ sempre così. Puoi divertirti a lanciare mele o ad aspettare che cadano, ma il concetto è lo stesso. Se ora lanciamo il proiettile troppo lontano e troppo velocemente, raggiungerà l’orizzonte e quando inizierà a cadere, la Terra rotonda scomparirà sotto di esso. Sarà in orbita. Questa proposizione, diretta conseguenza di Newton, ha uno splendido corollario. Per ogni corpo celeste esiste una velocità di lancio specifica, che consente ai proiettili di sfuggire alla gravità di detto corpo celeste. Più massiccio è l’oggetto, più veloce sarà il rilascio.

Il paradosso delle percentuali

Ora immagina che il corpo celeste sia enorme, gigantesco, grande quanto il sistema solare. Quindi sì! ha vinto. Questo oggetto sarebbe così massiccio che nessuna luce potrebbe fuoriuscire da esso. Non lo vedremo, e per una buona ragione. Questa costruzione un po’ poetica fu postulata dal grande Laplace nel XVIII secolo, che chiamò questi oggetti “corpi oscuri”.

Il genio di Albert

È impressionante pensare che con la semplice legge di gravitazione di Newton abbiamo ipotizzato l’esistenza di corpi celesti invisibili. Il punto chiave è che la velocità della luce è finita. Se è finita, potrebbe essere inferiore alla velocità di fuga di un oggetto massiccio. Tuttavia, la congettura di Laplace aveva un grosso problema: vale a dire la dimensione degli “oggetti oscuri”. Immaginare oggetti grandi quanto il sistema solare è ancora un po’ avventato. Come previsto, non abbiamo trovato i “corpi oscuri” di Laplace, ma il verme era nella mela. L’idea di un corpo che fosse in grado di attirare la luce, impedendole così di fuoriuscire, venne accettata. Potrebbe concludersi tra circa duecento anni, ma ci è voluto un genio della statura di Einstein per ripensare globalmente la geometria dello spazio-tempo.

L’interesse di Laplace era aumentare la gravità con grande forza, quindi aumentò notevolmente il raggio del suo “corpo oscuro”. Se ora facessimo l’esercizio inverso, cioè confinare una certa massa in uno spazio piccolo, otterremmo lo stesso risultato. Si tratterebbe di un corpo celeste la cui gravità diventerebbe quasi infinita, quindi la luce non potrebbe sfuggire. Inizialmente questa cosa fu chiamata collasso gravitazionale e da allora è stata chiamata buco nero.

Una scoperta recente

Si tratta di una scoperta molto recente, poiché il primo buco nero scoperto risale agli inizi degli anni ’70. Se dovessimo dare una descrizione più geometrica, diremmo che la curvatura dello spaziotempo diventa infinita.

Quindi pone la domanda che tormentava i romani: cosa accadrebbe se cadessimo in un buco nero? La prima cosa che dobbiamo capire è che prima di raggiungere effettivamente il buco nero, raggiungeremo la linea dell’orizzonte (o orizzonte degli eventi), che è il confine tra il buco nero e il mondo esterno. Questo orizzonte degli eventi è esattamente il limite oltre il quale la luce non può sfuggire. Da questo orizzonte non esce nulla, le carote vengono cotte e ricucite, ma ancora non arriveremo al buco nero.

Il telescopio James Webb sta scoprendo la galassia più distante conosciuta, il che è molto interessante

Tutto finisce attorno ad un piatto di pasta

Una volta superato l’orizzonte, entriamo nella parte difficile. Le forze delle maree diventano straordinarie, così forti che ci allungheremmo come spaghetti giganti. Questa è “pasta”. Moriremmo per gli spaghetti, quindi devi davvero amare la pasta…

Ma cosa succederà prima? Possiamo attraversare l’orizzonte degli eventi senza trasformarci in spaghetti? Oppure è già troppo cotto? Dipende infatti dalla dimensione del buco nero. Se è piccolo, siamo già spaghetti ancor prima di raggiungere l’orizzonte degli eventi. Se fosse molto massiccio, come quello al centro della nostra Via Lattea, potremmo attraversare l’orizzonte senza “diventare spaghetti”. Saremmo comunque cioccolato azzurro, perché una volta oltrepassato l’orizzonte verremmo risucchiati senza via d’uscita verso il buco nero e di nuovo ciao spaghetti.

Resta un ultimo punto da chiarire. Dove vanno i nostri spaghetti? In effetti è bloccato. Il problema è che, così com’è, la teoria della relatività di Einstein prevede la completa scomparsa degli spaghetti, mentre la meccanica quantistica non riconosce questo scenario. L’opzione quantitativa non si preoccupa molto degli spaghetti, ma non riconosce che dagli spaghetti sparisce l’informazione. Questo problema è chiamato il paradosso dell’informazione. Secondo la teoria della relatività, un buco nero distrugge le informazioni, mentre secondo la teoria quantistica non è consentito distruggere informazioni.

Il trucco è che finché esiste il buco nero, l’informazione viene in qualche modo preservata. Rimani nel buco nero. Il trucco nel trucco è che i buchi neri evaporano. Il diavolo ! Scompaiono poco a poco emettendo radiazioni termiche. Insomma, siamo nei guai. Gli spaghetti risucchiati in un buco nero non possono semplicemente evaporare. Sarà la fine dei tempi e degli spaghetti. Mamma mia!….