I buchi neri. Generatori di universi olografici?

Samir Mathur dice no. L’idea secondo cui i buchi neri hanno un “firewall” che distrugge tutto quello che tocca non è corretta. In un articolo pubblicato su arXiv.org Mathur dimostra matematicamente che i buchi neri non sono necessariamente arbitri di sventure. Di che cosa sia il paradosso del firewall ne ho parlato in due occasioni: L’orizzonte apparente e i buchi neri secondo Stephen W. Hawking e Un wormhole per il paradosso del firewall nei buchi neri.

Le radici teoriche della posizione di Mathur affondano nelle sue ricerche ormai decennali concernenti la teoria delle stringhe. L’intento principale è sostanzialmente questo: dimostrare che i buchi neri sono, in realtà, palle di stringhe cosmiche aggrovigliate. Questa tesi battezzata fuzzball theory ha contribuito a risolvere alcune contraddizioni insite nel modo in cui i fisici pensano di buchi neri. Ovviamente questa idea non è stata accettata passivamente dalla comunità dei fisici; come sapete gli stringhisti ormai sono demodé. C’è anche stato chi ha mostrato che la superficie del fuzzball era in realtà un firewall o in qualche modo riducibile a un firewall – ma qui la questione si fa complessa, matematicamente complessa!

Rappresentazione artistica di un buco nero supermassiccio che assorbe materia da una stella vicina. In basso: immagini che si pensa mostrino un buco nero supermassiccio che divora una stella nella galassia RXJ 1242-11. A sinistra vedete l’ immagine ai raggi X, mentre a destra l’immagine ottica. (Crediti: NASA).

Il punto più interessate di questa querelle firewall-fuzzball è questo: i sostenitori del firewall sostengono che la “superficie” di un buco nero è mortale, mentre Mathur e il suo team sono giunti alla conclusione opposta. I buchi neri sarebbero piuttosto generatori di universi olografici o, su piccola scala, di copie di ciò che incontrano e “toccano”. Ovviamente uso un linguaggio improprio per rendere l’idea ma, credetemi, si tratta proprio di due modelli matematici alternativi: Mathur sostiene infatti che quando un qualunque tipo di materia tocca la superficie di un buco nero essa “diventa” un ologramma, una copia “quasi perfetta” che continua ad esistere come prima.

Tra i mille problemi che un’affermazione del genere solleva, il “quasi perfetta” merita una breve nota. In fisica esiste un’ipotesi teorica nota come complementarietà. È stata proposto per la prima volta dal fisico della Stanford University Leonard Susskind nel 1993. La complementarità richiede che l’ologramma creato da un buco nero sia una copia perfetta dell’originale, non quasi perfetta. A i fisici sanno fin troppo bene che matematicamente è impossibile che si realizzi una rigorosa complementarietà, e questo è, indubbiamente, un punto a favore dei sostenitori del firewall. Senza perfezione (o complementarietà) può esserci solo la spaghettificazione della materia e la compressione in quel punto dalla densità infinita noto come singolarità.

Mathur ha raffinato ulteriormente la questione nel paper A model with no firewall sviluppando un modello modificato di complementarietà che, peraltro, tende anche a risolvere il paradosso dell’informazione enunciato da Stephen W. Hawking. Come è evidente, le implicazioni di simili teorie sono davvero profonde, soprattutto se si pensa che uno dei principi della teoria delle stringhe è che il nostro spaziotempo quadrimensionale sia solo un ologramma che si dipana da una superficie che esiste in molte più dimensioni! Insomma, se la superficie di un buco nero è un firewall allora l’idea dell’universo come un ologramma deve essere sbagliato. Ecco, appunto. Un’idea matematicamente accettabile ma, forse – e sottolineo forse – non compatibile con il nostro universo in cui simmetrie e complementarietà sono sistematicamente violate.

Fonte: http://phys.org/news/2015-06-surface-black-hole-firewalland-nature.html

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