I buchi neri sono fra gli oggetti più strani previsti dalla teoria della relatività. La stessa teoria, però, prevede anche l’esistenza di quelli che gli scienziati chiamano buchi bianchi. Ecco come potrebbero avere a che fare con il Big Bang e quindi con la nascita dell’universo.

Dei buchi neri vi abbiamo parlato spesso nei nostri articoli. Sono fra gli oggetti più misteriosi dell’universo, previsti della teoria della relatività oltre un secolo fa. Secondo Einstein, infatti, la gravità è una manifestazione della curvatura dello spazio-tempo e ci dà anche gli strumenti matematici per calcolare la geometria dello spazio-tempo attorno a una massa. Ma cosa c’entra tutto questo col Big Bang?

Una delle soluzioni più semplici della relatività generale fu trovata dal matematico Karl Schwarzschild nel 1916, che descrisse la geometria dello spazio-tempo attorno a una massa concentrata in un singolo punto. Una delle proprietà di questa geometria è quella di avere un orizzonte, cioè una superficie sferica che si può attraversare in una sola direzione: un buco nero. Una volta attraversato questo orizzonte non si può tornare indietro (neanche la luce può). Non si può far altro che cadere verso la singolarità al suo interno, dove è concentrata tutta la massa e dove la curvatura dello spazio-tempo tende all’infinito.

Insomma, la relatività ci dice che possiamo solo attraversare l’orizzonte di un buco nero dal passato verso il futuro. Se però analizziamo la geometria trovata da Schwarzschild ci rendiamo conto che in effetti esiste una soluzione perfettamente simmetrica nel tempo, rispetto a quella del buco nero: un buco bianco.

Big Bang
La teoria del Big Bang. Credit: NASA

Buco bianco: cos’è e come funziona

Qual è la situazione simmetrica a un orizzonte dal quale si può solo entrare? Un orizzonte da cui si può solo uscire. Ecco, un buco bianco non è altro che il contrario di un buco nero, con la differenza che la singolarità sarà sempre nel passato (e non si potrà mai raggiungere). Si può solo provenire dalla singolarità, in un certo senso. Altra cosa importante è che nel caso di un buco nero non si può mai osservare qualcosa che attraversa l’orizzonte, perché dal punto di vista di chi sta fuori il tempo scorre più lentamente. Quindi un oggetto che si avvicina all’orizzonte di un buco nero sembrerebbe metterci un tempo infinito per entrare e non lo vedremmo mai superare il cosiddetto orizzonte degli eventi.

Ma se da una parte abbiamo le prove che i buchi neri esistono, dall’altra non siamo ancora riusciti a dimostrare l’esistenza di un buco bianco. C’è solo un caso nel nostro universo che assomiglia in qualche modo a un buco bianco: il Big Bang. In effetti, tutta la materia che compone l’universo è emersa dal Big Bang, quindi non si può escludere che l’origine del nostro universo sia proprio un buco bianco. C’è perfino chi ha proposto che il collasso di un buco nero produca ogni volta un buco bianco da cui emergerebbe un altro universo che ovviamente non possiamo raggiungere da qui. Per ora, però, non abbiamo alcuna ragione di credere che le cose stiano davvero così.

Riferimenti:

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