Un mese dopo che Stephen Hawking ei suoi colleghi hanno pubblicato un articolo sui buchi neri, i fisici stanno ancora lottando per arrivare a un consenso. Alcuni salutano il suo ultimo lavoro come un nuovo modo per risolvere il puzzle del buco nero; altri non sono sicuri della sua autorità. I primi supportano l'affermazione del preprint che fornisce un modo promettente per risolvere il mistero del cosiddetto paradosso dell'informazione del buco nero che Hawking ha dedotto oltre 40 anni fa.
"Penso che ci sia un'eccitazione generale che possiamo guardare cose familiari in un modo diverso, uscire dall'impasse", dice Andrew Strominger, fisico dell'Università di Harvard a Cambridge, coautore di uno degli ultimi lavori. Strominger ha presentato i risultati del suo lavoro il 18 gennaio 2016 all'Università di Cambridge, dove ha sede Hawking.
Molti non sono convinti che questo approccio possa risolvere il paradosso, sebbene ammettano che illumini vari problemi in fisica. A metà degli anni '70, Hawking scoprì che i buchi neri non sono completamente neri, ma emettono una piccola radiazione. Secondo la fisica quantistica, dalle fluttuazioni quantistiche appena oltre l'orizzonte degli eventi - il punto di non ritorno di un buco nero - dovrebbero sorgere coppie di particelle. Alcune di queste particelle lasciano la gravità del buco nero, ma portano via parte della sua massa, facendo sì che il buco nero si contragga lentamente e alla fine scompaia.
In un articolo pubblicato nel 1976, Hawking ha indicato che le particelle in fuga - ora note come radiazioni di Hawking - avrebbero proprietà completamente casuali. Di conseguenza, quando il buco nero scompare, le informazioni in esso memorizzate verranno perse per l'Universo. Ma questo risultato non si adatta alle leggi della fisica, secondo cui l'informazione, come l'energia, viene conservata, il che dà origine a un paradosso. "Questo lavoro ha causato più notti insonni per i fisici teorici di qualsiasi altro lavoro nella storia", ha ricordato Strominger.
È stato un errore, ha spiegato, ignorare il potenziale dello spazio vuoto per trasportare informazioni. Nel suo lavoro, insieme a Hawking e al terzo coautore Malcolm Perry, anche lui dell'Università di Cambridge, si rivolge alle particelle morbide. Queste sono versioni a bassa energia di fotoni, ipotetiche particelle note come gravitoni e altre particelle. Fino a poco tempo, venivano utilizzati principalmente per i calcoli nella fisica delle particelle. Ma gli autori fanno notare che il vuoto in cui si trova il buco nero non deve essere privo di particelle - solo energia - e quindi particelle morbide possono essere presenti in esso in uno stato di energia zero.
Tutto ciò che cade in un buco nero, continuano, lascia un'impronta - un'impronta - su queste particelle. "Se sei nel vuoto e inspiri, supponi di respirare molti gravitoni morbidi", dice Strominger. Dopo questo disturbo, il vuoto attorno al buco nero cambia e le informazioni vengono salvate alla fine.
L'articolo prosegue proponendo un meccanismo per trasferire queste informazioni nel buco nero, che teoricamente risolve il paradosso. Per fare ciò, gli autori hanno calcolato come decodificare i dati in una descrizione quantistica dell'orizzonte degli eventi, noto come "capelli di un buco nero".
Video promozionale:
Transizione complicata
Tuttavia, il lavoro è lungi dall'essere completo. Abhay Ashtekara, che studia gravità presso l'Università della Pennsylvania presso l'University Park, dice che trova il modo degli autori di trasmettere informazioni in un buco nero ("capelli morbidi") poco convincente. E gli autori ammettono di non sapere ancora come queste informazioni potrebbero essere successivamente trasmesse con le radiazioni di Hawking, e questo è un passo successivo necessario.
Stephen Avery, un fisico teorico alla Brown University di Providence, Rhode Island, è scettico sulla possibilità che questo approccio risolva il paradosso, ma crede fermamente che amplierà il significato delle particelle morbide. Egli osserva che Strominger ha scoperto che le particelle morbide rivelano sottili simmetrie di forze della natura note, "alcune delle quali ci sono note e altre nuove".
Altri fisici sono più ottimisti sulle prospettive di questo metodo per risolvere il paradosso dell'informazione. Sabine Hossenfelder dell'Institute for Advanced Study in Germania afferma che i risultati di "capelli morbidi", insieme alla sua ricerca, potrebbero risolvere le controversie che circondano i buchi neri come il problema del firewall. Vedete, c'è la questione se l'orizzonte degli eventi possa diventare estremamente caldo a causa delle radiazioni di Hawking. Ciò contraddice la relatività generale di Einstein, secondo la quale un osservatore cadendo all'orizzonte non noterebbe cambiamenti improvvisi nell'ambiente.
"Se il vuoto ha stati diversi", afferma Hossenfelder, "è possibile trasmettere informazioni in radiazione senza mettere alcuna energia all'orizzonte. Pertanto, non ci sarà alcun firewall ".
