L’evaporazione dei buchi neri

A cura di Matteo Gaggiotti

L’argomento che andremo a trattare oggi sarà incentrato sui buchi neri, per chi in materia è poco ferrato, parleremo di quegli oggetti celesti con un campo gravitazionale così forte che nulla al suo interno, nemmeno la luce, può fuggire…oppure no!? Nel 1974 il celebre fisico Stephen Hawking ha dimostrato teoricamente che i buchi neri possono essere descritti dalle leggi della termodinamica, ovvero possiedono una certa temperatura ed una certa entropia, di conseguenza dovrebbero irradiare particelle subatomiche portando ad una progressiva diminuzione di massa.

Ma come avviene questo processo?

La risposta sta sull’orizzonte degli eventi, o più precisamente su quello che accade nei pressi dell’orizzonte degli eventi: per fluttuazione quantistica e seguendo il principio di indeterminazione di Heisenberg, nello spazio vuoto compaiono continuamente coppie di particelle – antiparticelle, la particella viene lasciata sfuggire sotto forma di radiazione mentre l’antiparticella viene assorbita e si annichilisce con con la materia del buco nero fino alla sua cosiddetta evaporazione; questo processo è definito Entaglement Quantistico e descrive la cosiddetta Radiazione di Hawking.

La dimostrazione scientifica ,che potrebbe portare lo stesso Hawking al Nobel, è stata presentata lo scorso Agosto dal professore Jeff Steinhauer dell’istituto Israeliano di Tecnologia di Haifa e rappresenta la più concreta prova scientifica dal 1974 ai giorni nostri; l’esperimento condotto da Steinhauer si è basato sulla riproduzione di un buco nero attraverso un buco nero acustico, che funziona dunque con il suono e non con la luce, utilizzando un sistema fisico detto condensato di Bose-Einstein. L’equivalente di un minuscolo buco nero è stato ottenuto portando la materia a temperature prossime allo zero assoluto e agitandola velocemente al punto da ottenere una barriera invalicabile, proprio come l’orizzonte degli eventi per un buco nero. Attraverso uno studio approfondito di tale sistema si è riscontrata una correlazione tra le particelle ad alta energia delle coppie formatesi per Entaglement quantistico, che hanno mostrato un valore energetico uguale e contrario in posizioni equidistanti “dall’orizzonte degli eventi”, inoltre al di fuori del buco nero acustico è stata riscontrata la presenza di tracce di pacchetti di energia che costituiscono le onde sonore, i cosiddetti fononi che hanno imitato perfettamente il comportamento delle particelle formatesi per fluttuazione quantistica ai margini di un buco nero: i fononi caduti all’interno avevano energia negativa, mentre quelli riusciti a sfuggire, energia positiva. Un’ulteriore osservazione, non di minore importanza, è stata quella che ha mostrato la conservazione dell’informazione della particella inghiottita da parte della particella riuscita a sfuggire, prova che si inserisce tra le pretendenti alla risoluzione del famoso “paradosso dell’informazione” e che ci potrebbe avvicinare all’equazione di unificazione della meccanica quantistica e della relatività.