I buchi neri sono oggetti con così tanta materia concentrata in un punto che nulla, nemmeno la luce, può sfuggire da un'area specifica intorno a loro. Questa era una caratteristica della gravità newtoniana; questa è una caratteristica della teoria della relatività generale di Einstein; e quando abbiamo una teoria quantistica completa della gravità, ci aspettiamo completamente lo stesso da essa. Quando una stella sufficientemente massiccia muore e il suo nucleo collassa, attraversando lo stadio di atomi, nuclei, neutroni e quark liberi, si verifica un evento divertente: anche muovendosi alla velocità della luce, nulla può lasciare questa regione dello spazio.
Superando questa soglia, tutto si contrae in una singolarità al centro di questa ex star. È così che nasce un buco nero e per i prossimi trilioni di anni crescerà, divorando tutto ciò che può raggiungere.
Potresti pensare che ci sia un problema:
- Forse la singolarità può essere evitata.
Forse non mangia tutto ciò che attraversa il suo orizzonte degli eventi.
“Forse, se sei intelligente, puoi scappare dall'interno.
Ma no, queste sono tutte verità immutabili. No forse . E nonostante le affermazioni di Stephen Hawking secondo cui potrebbe esserci una possibile via d'uscita, nessuna ingegnosità permetterà a tutto ciò che cade in un buco nero di lasciarlo.
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La velocità di fuga è una cosa divertente: dice che c'è una "spinta" gravitazionale in una particolare area dello spazio, e se la tua velocità supera una certa soglia - la velocità di fuga - puoi superarla. A un valore inferiore, la velocità ti permetterà di rimanere in un'orbita stabile, dove non scapperai, ma cadrà per sempre e non cadrà mai. E se la tua velocità non è abbastanza alta, cadrai sulla sorgente di gravità dalla quale stai cercando di scappare.
Cosa significa se la tua velocità di fuga è maggiore della velocità della luce? Poiché nulla può superare la velocità della luce, ciò significa che non c'è modo di scappare. E molto di più. Se sei all'interno dell'orizzonte degli eventi e vuoi esercitare la forza per "spingere" qualcosa che sta cercando di schiacciarti, non puoi. Applicare forza o spingere fuori significa spostare la particella verso l'esterno. Ma tutte le particelle sono limitate alla velocità della luce. E se la velocità di fuga è maggiore della velocità della luce, non sarai in grado di superare il punto in cui sei schiacciato; non puoi uscire dalla singolarità. Inoltre, e questo è divertente, ne consegue che una volta caduto al di fuori dell'orizzonte degli eventi del buco nero, vedrai la singolarità in tutte le direzioni. La singolarità è inevitabile.
Significa anche che se vai all'orizzonte degli eventi e cerchi di abbassare qualcosa al di là di esso, come toccare l'acqua con la punta delle dita, non tornerà mai più. La parte del tuo corpo al di fuori dell'orizzonte degli eventi sarà comunque irrigidita, ma la parte all'interno non può essere restituita; non c'è modo di estrarre materiale dal buco nero - nemmeno le particelle portatrici di forza - risucchiate nella singolarità. La tua unica speranza sarà che qualcuno misericordioso accanto a te ti taglierà una gamba.
Perché, allora, Stephen Hawking ha detto che è possibile scappare dal buco nero? Perché ha detto, parlando ad Harvard:
Perché non stava parlando di te. Ha parlato dell'informazione che ti costituisce al momento della caduta: quando attraversi l'orizzonte degli eventi. Quando gli oggetti cadono in un buco nero, hanno informazioni di qualsiasi tipo: materia o antimateria, barioni o leptoni, elettroni o muoni, neutrini o neutroni. Ma secondo la teoria generale della relatività (classica, comunque), un buco nero ha tre proprietà informative: massa, carica elettrica e momento angolare.
Il famoso "paradosso dell'informazione del buco nero" è che quando il buco nero finalmente si disintegra (grazie alla radiazione di Hawking), rimangono solo l'energia totale, la carica elettrica e il momento angolare; tutto il resto è casuale. In altre parole, tutte le informazioni non necessarie vengono distrutte. L'ultimo lavoro di Hawking parla di cose molto meno fantastiche che fuggire da un buco nero; dice che ogni volta che una nuova particella cade in un buco nero, cambia le informazioni codificate sulla superficie del buco nero. E poiché la superficie di un buco nero (o area superficiale) dipende dalla massa e dall'energia al suo interno, questa informazione deve uscire, macinata ma codificata nella radiazione di Hawking. Proprio come un libro bruciato contiene informazioni in pagine (sebbene non in un formato molto conveniente),la radiazione di Hawking in uscita può contenere informazioni su ciò che è caduto nel buco nero.
È ben lungi dal sfuggire a un buco nero, ma rappresenta una possibile soluzione al paradosso dell'informazione, qualunque cosa si possa dire. Tuttavia, se sei determinato a uscire da un buco nero, c'è solo un modo per farlo, che obbedisce alle leggi note della fisica: non arrivarci.
Ilya Khel
