Peccato: tutto nell'universo sta per evaporare

Jun 13, 2023

Gli scienziati ritengono che la radiazione che si ritiene provenga dai buchi neri potrebbe non essere esclusiva dei buchi neri.

Chiamata radiazione di Hawking, è il risultato di campi quantistici che producono coppie particella-antiparticella e dell'intensa gravità di un orizzonte degli eventi in un buco nero che separa quelle coppie.

Un recente studio teorico afferma che Hawking potrebbe non richiedere un orizzonte degli eventi, ma potrebbe essere generato da qualsiasi pozzo gravitazionale sufficientemente grande.

Nel lontano futuro, dopo la morte del Sole e l'annientamento della Terra, tutto semplicemente evaporerà. Non solo tutto ciò che sappiamo o tutto ciò che abbiamo visto. Non ha niente a che fare con noi. Anche se l'universo è iniziato con un botto, se ne andrà con un lamento.

Almeno questo è quanto propone un gruppo di ricercatori dell'Università Radboud dei Paesi Bassi. In un nuovo studio, i ricercatori hanno studiato parte del meccanismo alla base di un tipo di radiazione prodotta dai buchi neri chiamata radiazione di Hawking, e hanno scoperto che potrebbe essere più onnipresente di quanto pensassimo.

La radiazione di Hawking è divertente. Previsto da Stephen Hawking nel 1974, richiede una certa fusione tra le teorie della gravità classica e la fisica quantistica. Questo tipo di radiazione viene provocata quando un campo elettrico interagisce con altri campi quantistici in modo tale da provocare la generazione spontanea di una particella e di un'antiparticella.

Le antiparticelle sono come le particelle inverse: per ogni tipo di particella esiste un'antiparticella uguale e opposta. Fortunatamente per noi, le particelle superano di gran lunga le antiparticelle. Non sappiamo perché, ma è una buona notizia. Se esistesse un numero uguale di particelle e antiparticelle, non esisterebbe nulla. Gli opposti si annullano a vicenda.

Nella maggior parte di questi casi di generazione spontanea di coppie, la particella e l'antiparticella fanno proprio questo: si annichilano a vicenda in modo che non rimanga nulla. Ma a volte, la gravità del buco nero è abbastanza forte e tira nella direzione giusta per separare le metà delle coppie l'una dall'altra. Uno viene trascinato oltre l’orizzonte degli eventi e nel buco nero, e l’altro viene espulso fuori e lontano sotto forma di radiazione: la radiazione di Hawking.

Alla fine, secondo Hawking, una quantità sufficiente di questa radiazione volerà via da un buco nero tanto che l’enorme pozzo gravitazionale evaporerà nell’inesistenza. Come un tornado a corto di energia, il buco nero svanirà.

Ma non è facile separare una particella e un'antiparticella in tempo per mantenerle in esistenza. Per molto tempo, gli scienziati hanno creduto che la linea di demarcazione dell'orizzonte degli eventi di un buco nero fosse l'unico modo per dividere queste coppie create spontaneamente fino a creare radiazione.

Secondo questa nuova ricerca, tuttavia, questo non è vero. Qualsiasi pozzo gravitazionale sufficientemente grande può creare e dividere coppie, generando la propria radiazione di Hawking e, quindi, dissolvendosi. Le forze gravitazionali a corto raggio prodotte da questi grandi corpi che interagiscono con lo spaziotempo, note come forze di marea, sono apparentemente sufficienti per svolgere il lavoro di un orizzonte degli eventi.

"Ciò significa che anche gli oggetti senza orizzonte degli eventi, come i resti di stelle morte e altri grandi oggetti nell'universo, hanno questo tipo di radiazione", ha detto in un comunicato stampa Heino Falcke, uno degli autori dello studio. "E, dopo un periodo molto lungo, ciò porterebbe alla fine ad evaporare tutto nell'universo, proprio come i buchi neri. Ciò cambia non solo la nostra comprensione della radiazione di Hawking, ma anche la nostra visione dell'universo e del suo futuro."

Ora, tutto questo è ancora altamente teorico. I buchi neri sono ancora oggetti molto misteriosi e non disponiamo ancora di un regolamento completo per il mondo quantistico. Ma se questa proposta potesse essere confermata attraverso indagini successive, Falcke non avrebbe torto nel ritenere che sia necessario cambiare “la nostra visione dell’universo e del suo futuro”. Whimper, non Bang, anzi.

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