In passato abbiamo parlato di buchi neri, una delle manifestazioni più esotiche e affascinanti dell’Universo. Il concetto è molto semplice, se io lancio un oggetto verso l’alto, quello ricade. Se lo lancio molto forte, sfugge alla gravità della Terra e si perde nello spazio. La velocità limite al di sotto della quale un corpo ricade e al di sopra della quale un corpo si perde nel cosmo si chiama velocità di fuga e, per la Terra, vale circa 11.4 km/s. Se consideriamo un corpo celeste molto più pesante della Terra, la velocità di fuga sarà molto più grande: al limite, per oggetti estremamente massivi e piccoli, la velocità di fuga sarà superiore alla velocità della luce. Poiché niente può viaggiare più veloce della luce, niente potrà sfuggire alla gravità di questi corpi celesti: qualunque cosa cada in questi buchi non potrà mai più uscirne, nemmeno la luce: per questo vengono chiamati buchi neri.

Un aspetto particolare dei buchi neri è che l’informazione che può essere estratta osservandoli dall’esterno (dall’interno sarebbe un po’ problematico…) è molto limitata. Di un buco nero possiamo misurare la massa, il momento angolare e la carica elettrica. L’analogia con un buco si rafforza se si considera la descrizione che la relatività generale dà di questi oggetti. Le proprietà dello spazio intorno a un buco nero sono diverse a seconda delle varie tipologie: questo significa che il modo in cui lo spazio-tempo è deformato da un buco nero è diverso a seconda delle proprietà del buco nero stesso.

Il centro della Via Lattea, dove pensiamo si trovi un enorme buco nero. (immagine di NASA/CXC/MIT/F. Baganoff, R. Shcherbakov et al.)

Il centro della Via Lattea, dove pensiamo si trovi un enorme buco nero. (immagine di NASA/CXC/MIT/F. Baganoff, R. Shcherbakov et al.)

Un buco nero può essere immaginato come un pozzo infinitamente profondo, sempre più piccolo più si scende: d’altra parte, possiamo immaginare due buchi neri saldati tra loro, ovvero una regione di Universo che si comporta come se ci fosse un buco nero unita ad un’altra regione di Universo attraverso un “canale”, a cui gli astrofisici hanno dato nome wormhole, “tana di verme”. Visti da fuori, un buco nero e uno wormhole sono regioni dell’Universo in cui luce e materia cadono, ma niente esce. Tecnicamente, il volume di Universo in cui non possiamo guardare è delimitato dall’orizzonte degli eventi. Dal punto di vista topologico, questo vuol dire che l’Universo non è semplicemente connesso. Immaginiamo una nave che procede in mare aperto da un punto A a un punto B: se consideriamo un braccio di mare senza isole, qualunque rotta è possibile e “deformando” una rotta si può ottenere qualunque altra rotta possibile. Se invece c’è un’isola, le rotte saranno divise tra quelle che passano a destra dell’isola e quelle che passano a sinistra. Nel primo caso il braccio di mare è semplicemente connesso, nel secondo è molteplicemente connesso. Sia una nave che sbatte contro un’isola che un’astronave che sbatte contro un buco nero fanno una brutta fine, le analogie sono molte! Nel caso dell’Universo, però, le cose sono più complicate: possiamo pensare di aggirare un buco nero passandogli a destra, a sinistra, sopra o sotto (per quanto possano queste definizioni avere un senso, nel cosmo), mentre i tragitti da un punto ad un altro dell’Universo senza passare per nessun wormhole o passando attraverso uno o più di essi sono davvero “diversi” dal punto di vista topologico.

Uno wormhole può collegare due regioni distanti dell'Universo con un tragitto "diverso", potenzialmente anche molto più corto. (immagine Alan Stonebraker/American Physical Society)

Uno wormhole può collegare due regioni distanti dell’Universo con un tragitto “diverso”, potenzialmente anche molto più corto. (immagine Alan Stonebraker/American Physical Society)

Un wormhole può collegare, in linea di principio, regioni di universo arbitrariamente lontane tra loro o addirittura Universi indipendenti tra loro. L’ipotesi è affascinante, imboccando uno wormhole potremmo andare, in un tempo “breve”, a una distanza enorme o addirittura trovarci in un Universo completamente nuovo. La questione è che non sappiamo se questi wormhole esistano: osservando il modo in cui la materia attraversa l’orizzonte degli eventi non possiamo distinguere un buco nero rotante da uno wormhole, per cui, finora, abbiamo assunto di avere sempre a che fare con buchi neri. Una recente ricerca, però, mette in evidenza come esperimenti della prossima generazione saranno abbastanza sensibili da riconoscerli e, in particolare, da identificare l’oggetto supermassiccio che sta al centro della nostra galassia. Sappiamo che c’è, ma non sappiamo cosa sia. Quand’anche fosse uno wormhole, però, non sarebbe banale andare a fare un giro “sull’altro lato”, perché è troppo lontano da noi: tuttavia, non sappiamo se, lungo la strada, ci siano altre “tane di verme” più piccole, tali da metterci in grado di girare per la Via Lattea, e andare lontano come oggi nemmeno possiamo immaginare.

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