I buchi bianchi, che sono teoricamente l'esatto opposto dei buchi neri, possono costituire una porzione significativa della misteriosa materia oscura che si ritiene costituisca la maggior parte della materia nell'universo. Alcuni dei buchi bianchi potrebbero aver addirittura preceduto il Big Bang, hanno detto i ricercatori.
I buchi neri hanno un'attrazione gravitazionale così potente che anche la luce, probabilmente la cosa più veloce dell'universo, non può sfuggire al loro impatto. Il confine sferico invisibile che circonda il nucleo del buco nero e segna il suo punto di non ritorno è noto come orizzonte degli eventi.
L'esistenza dei buchi neri è stata predetta dalla teoria della relatività generale di Einstein. Un buco bianco è un buco nero al contrario: mentre nulla può lasciare l'orizzonte degli eventi di un buco nero, nulla può entrare nell'orizzonte degli eventi dei buchi bianchi.
Ricerche precedenti hanno dimostrato che i buchi bianchi e neri sono collegati, con la materia e l'energia che cadono in un buco nero, potenzialmente emanata da un buco bianco da qualche parte nello spazio o in un altro universo. Nel 2014, Carlo Rovelli, un fisico teorico dell'Università francese di Aix-Marseille, ei suoi colleghi hanno suggerito che i buchi bianchi e neri potrebbero essere correlati in modo diverso: quando i buchi neri muoiono, possono diventare buchi bianchi.
Negli anni '70, Stephen Hawking suggerì che tutti i buchi neri dovessero evaporare la massa emettendo radiazioni. Pertanto, i buchi neri che perdono più massa di quella che guadagnano dovrebbero ridursi e alla fine scomparire.
Tuttavia, Rovelli ei suoi colleghi hanno suggerito che il restringimento dei buchi neri potrebbe non scomparire se il tessuto dello spaziotempo è quantistico, cioè costituito da quantità indivisibili note come quanti. Lo studio tenta di combinare la relatività generale, che spiega la natura della gravità, con la meccanica quantistica, che descrive il comportamento di tutte le particelle conosciute, in un'unica teoria in grado di spiegare tutte le forze dell'universo.
Secondo gli autori, quando un buco nero evapora a tal punto da non poter più ridursi perché lo spazio-tempo non può essere compresso in qualcosa di ancora più piccolo, il buco nero morente si trasforma in un buco bianco.
Secondo le teorie moderne, i buchi neri si formano quando stelle massicce muoiono in esplosioni giganti note come supernove che comprimono i loro cadaveri in punti infinitamente densi noti come singolarità. Rovelli ei suoi colleghi avevano precedentemente calcolato che ci sarebbe voluto un buco nero con una massa pari a quella del sole circa quattro volte più lunga dell'attuale età dell'universo per trasformarsi in un buco bianco.
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Tuttavia, nei lavori degli anni '60 e '70, si presume che i buchi neri possano essere sorti in un secondo dopo il Big Bang a causa di fluttuazioni casuali di densità in un universo neonato caldo e in rapida espansione. Le aree in cui queste vibrazioni hanno concentrato la materia hanno formato buchi neri. Questi cosiddetti buchi neri primordiali potrebbero essere molto più piccoli dei buchi neri di massa stellare e morire per formare buchi bianchi. Ma anche i buchi bianchi microscopici possono essere piuttosto massicci, proprio come i buchi neri più piccoli di un granello di sabbia possono pesare più della Luna. Ora Rovelli e la coautrice dello studio Francesca Vidotto dell'Università dei Paesi Baschi in Spagna credono che questi microscopici buchi bianchi facciano parte della materia oscura, la cui natura è uno dei più grandi misteri scientifici.
Inoltre, Rovelli e Vidotto hanno suggerito che alcuni buchi bianchi in questo universo siano anteriori al Big Bang. Tali buchi bianchi di un universo precedente possono aiutare a spiegare perché il tempo scorre solo in avanti nell'universo moderno.
