26 luglio 2010

OGNI BUCO NERO POTREBBE CONTENERE UN UNIVERSO NASCOSTO

Potremmo vivere dentro un buco nero. Questa idea da far girare la testa, è una conclusione di un cosmologo, basata sul una modificazione delle equazioni di Einstein della relatività generale che cambia la nostra immagine di cosa accada nel nucleo di un buco nero. In una analisi del movimento delle particelle che entrano in un buco nero, pubblicata in Marzo, Nikodem Poplawski della Indiana University a Bloomington, ha mostrato che dentro ogni buco nero potrebbe esistere un altro universo (Physics Letters B, DOI: 10.1016/j.physletb.2010.03.029 ). "Forse gli enormi buchi neri al centro della Via Lattea e di altre galassie sono ponti verso diversi universi", dice Poplawsky. Se questo è corretto, ed è un grande "se", non c'è nulla ad escludere che il nostro stesso universo possa essere dentro un buco nero. Nella relatività generale di Einstein (RG), all'interno dei buchi neri ci sono "singolarità", regioni dove la densità della materia raggiunge l'infinito. Che la singolarità sia un vero punto di densità infinita o solo una inadeguatezza della RG non è chiaro, dato che le equazioni della RG si rompono dentro i buchi neri.
In entrambi i casi, la versione modificata delle equazioni di Einstein usata da Poplawski elimina del tutto la singolarità. Per la sua analisi, Poplawski ha usato una variante della RG chiamata la teoria della gravità Einstein-Cartan-Kibble-Sciama (ECKS). A differenza delle equazioni di Einstein, la gravità ECKS tiene conto dello spin e del momento angolare delle particelle elementari. Includere lo spin della materia, rende possibile calcolare una proprietà della geometria dello spazio-tempo chiamata torsione.

Quando la densità della materia raggiunge gigantesche proporzioni (più di circa 10^50 kg per metro cubo) dentro un buco nero, la torsione si manifesta come forza che si oppone alla gravità. Questo evita che la materia si comprima indefinitamente per raggiungere densità infinita, quindi non esiste singolarità. Invece, dice Poplawski, la materia rimbalza e inizia ad espandersi di nuovo.
Ora, in quello che sicuramente è uno studio controverso , Poplawski ha applicato queste idee per modellare il comportamento dello spazio-tempo dentro un buco nero nell'istante in cui inizia il rimbalzo ( ). Lo scenario assomiglia a ciò che avviene quando comprimete una molla: Poplawski ha calcolato che la gravità inizialmente supera la forza repulsiva della torsione e continua a comprimere la materia, ma infine la forza repulsiva cresce così tanto che la materia smette di collassare e rimbalza. I calcoli di Poplawski mostrano che lo spazio-tempo dentro un buco nero si espande di circa 1.4 volte rispetto alla sua dimensione minore in 10^-46 secondi.

Questo incredibilmente rapido rimbalzo, dice Poplawski, può essere stato ciò che ha portato all'universo in espansione che osserviamo oggi.
Come sapremmo se viviamo in un buco nero? Bene, un buco nero rotante avrebbe impartito un certo spin allo spazio-tempo in esso e questo si mostrerebbe come una "direzione preferita" nel nostro universo, dice Poplawski. Tale direzione preferita risulterebbe nella violazione di una proprietà dello spazio-tempo chiamata simmetria di Lorentz, che lega spazio e tempo. E' stato suggerito che tale violazione potrebbe essere responsabile per le oscillazioni osservate dei neutrini da un tipo all'altro (Physical Review D, DOI: 10.1103/PhysRevD.74.105009 ).

Fonte: New Scientist
Immagine in alto:
Serge Brunier/Clemson/NASA
Tradotto da Richard per Altrogiornale.org

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