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CNR: Alamanacco della Scienza

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N. 10 - 1 ott 2018
ISSN 2037-4801

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I buchi neri: portali verso l'ignoto
Saggi

I buchi neri: portali verso l'ignoto

Per essere divulgatori efficaci non è indispensabile un titolo accademico. Un esempio recente è il video della diciottenne Hillary Diane Andales sulla relatività del tempo e dei sistemi di riferimento, arrivato primo al Breakthrough Junior Challenge, un concorso da ben 250mila dollari. C'è da dire però che esistono diversi livelli di divulgazione scientifica: il fisico Augusto Sabbadini con il suo volume 'I buchi neri', edito da Lindau, si dedica agli oggetti più intriganti e 'timidi' del cosmo.

Per incontrarli e comprenderli appieno si deve passare per le teorie della relatività, ristretta e generale, nonché per tutte le scoperte ad esse correlate. Tuttavia, con la relatività siamo posti di fronte a un ordine di realtà impossibile a concepirsi per le nostre limitate menti 'separatiste' un pò come gli abitanti di Flatlandia, l'immaginario mondo bidimensionale descritto da Edwin Abbott, non riuscivano a concepire il mondo a tre dimensioni. Il senso comune ci spinge a pensare che il tempo e lo spazio siano due realtà scisse, rispettivamente composte di punti e istanti. La relatività ci spinge invece verso un'unica realtà a quattro dimensioni chiamata spaziotempo.

Dopo averci introdotti al riguardo, Sabbadini passa ai buchi neri. Nel 1972, ispirato e aiutato dal fisico James Hartle, l'autore riuscì a individuare un limite superiore per la massa di una stella a neutroni, scoperta che fu parte importante nel riconoscimento di Cygnus X-1, uno dei primi buchi neri individuati nella storia. La relatività generale prevede infatti che, nello stadio finale della sua vita, il collasso gravitazionale di una stella a neutroni di massa superiore ad almeno cinque masse solari porti inevitabilmente a una singolarità: un punto in cui la densità e la curvatura dello spaziotempo divengono infinite. Nei calcoli della relatività generale non si dà un limite teorico che arresti il processo prima della singolarità, ma non è detto che questa esista fisicamente. Siccome a densità tanto elevate ai fenomeni relativistici si aggiungono quelli quantistici, potremmo avvicinarci alla verità fondendo le due teorie nella gravità quantistica, incontro tutt'altro che semplice. La fusione fra le due teorie, che John Archibald Wheeler ha definito un “matrimonio infuocato”, è, in un certo senso, “il Sacro Graal della fisica contemporanea”. Infine, associato a una singolarità si ha sempre un 'orizzonte degli eventi', il contorno del buco nero. Ciò che è al di là dell'orizzonte degli eventi non potrà mai tornare indietro.

Sabbadini ci parla anche delle onde gravitazionali, la cui rilevazione, datata 2016 da parte del sistema di osservazione americano Ligo in collaborazione con l'italo-francesce Virgo, è stata un'ulteriore conferma della relatività generale e dell'esistenza dei buchi neri. Se la divulgazione scientifica raggiunge il suo obiettivo quando incita l'aspirante fisico a studiare e istruisce l'ignaro con la forza del meraviglioso, il suono nella banda dell'udibile delle onde gravitazionali, generate dalla fusione di un sistema binario composto da due buchi neri, ottiene entrambi gli scopi.

Qui termina il rigore scientifico e comincia la fantascienza. Che cosa c'è dopo la singolarità del buco nero? Per alcuni si avrebbe un “buco bianco”, oggetto complementare al buco nero e dalle proprietà opposte. Ci troveremmo un po' nella situazione ironicamente descritta da Italo Calvino nelle 'Cosmicomiche', “esplodere o implodere, questo è il problema”. Il gemello bianco del buco nero ci farebbe accedere a un universo simmetrico rispetto al nostro. Se invece non si accedesse a un universo differente ma solo a un'altra regione spaziotemporale del nostro stesso universo, avremmo il famoso wormhole, manna narrativa per molti letterati e cineasti. Se oltre la singolarità non si può vedere, i fisici sono sempre più vicini a 'fotografare' l'orizzonte degli eventi dei buchi neri, con tecniche telescopiche estremamente sofisticate. Non siamo tanto lontani dal salutare le porte dell'ignoto.

Luigi Tallarico

titolo: I buchi neri
categoria: Saggi
autore/i: Sabbadini Shantena Augusto
editore: Lindau
pagine: 112
prezzo: € 14.00