A volte quando si parla di fisica teorica sembra di affrontare argomenti che troverebbero spazio solo all’interno di un libro o di un film di fantascienza. Eppure… spesso la realtà supera la fantasia. Come nel caso della teoria delProf. Cosimo Bambi del Dipartimento di Fisica della Fudan University a Shanghai. Al centro della nostra galassia si troverebbe un canale di comunicazione con altri universi. Universi paralleli.
Il Prof. Bambi ha annunciato al mondo questa notizia in un lavoro pubblicato insieme a Zilong Li, un suo studente, nel quale si teorizza l’esistenza di “wormholes traversabili”, in parole molto semplici, veri e propri canali di comunicazione tra universi paralleli. Se non sapete cosa sia un wormhole non preoccupatevi, non siete gli unici.
ADVERSUS ha intervistato il Prof. Bambi, e in questa intervista il Professore ha risposto alle nostre domande (non è facile fare domande su un argomento così complesso ma noi ci abbiamo provato comunque) sulla sua teoria, e su quello che potrebbe significare.
IN QUESTA INTERVISTA PARLEREMO DI BUCHI NERI – BLACK HOLES – E DI WORMHOLES. POICHÉ LA CULTURA DI MOLTI IN TEMA DI BUCHI NERI È LIMITATA ALLA VISIONE (FORSE) DEL FILM DISNEY DEGLI ANNI OTTANTA, QUANDO I BLACK HOLES DIVENNERO ‘MAINSTREAM’, LE CHIEDIAMO DI AIUTARCI A CAPIRE DI COSA PARLEREMO, IN POCHE E SEMPLICI PAROLE.
Un buco nero è sostanzialmente una regione dalla quale non è possibile mandare alcun tipo di segnale all’esterno. Se lei quindi cade dentro un buco nero, non può mai più comunicare con me che sono fuori, ma può ricevere i miei segnali. Ciò accade perché la forza gravitazionale nel buco nero è tale che anche un qualsiasi segnale luminoso emesso all’interno è destinato a precipitare al centro del buco nero, dove è concentrata tutta la massa di questo oggetto. Dato che si suppone che niente possa superare la velocità della luce nel vuoto, niente può uscire dal buco nero ed ogni cosa che entra nel buco nero precipita al centro.
Con il termine wormhole si possono indicare strutture di carattere leggermente diverso. Nell’articolo con il mio studente Zilong Li, facciamo riferimento a wormholes traversabili, che sono strutture a topologia non-banale che funzionano da vere e proprie “scorciatoie”, collegando due regioni lontate dello stesso Universo o due universi diversi. Questi wormholes sono chiamati traversabili proprio perché un osservatore può andare da una parte all’altra e poi tornare indietro. Quindi se io e lei ci troviamo in due universi diversi collegati da un wormhole traversabile possiamo comunicare e scambiarci informazioni.
UNIVERSI PARALLELI, ANCHE DETTI ‘MULTIVERSE’. ANCHE IN QUESTO CASO NON STIAMO PARLANDO DI FANTASCIENZA, MA DI UNA TEORIA CHE – SEPPURE NON PROVATA – SEMBRA ESSERE SEMPRE PIÙ PLAUSIBILE. COSA SI INTENDE PER UNIVERSO PARALLELO, O UNIVERSI PARALLELI? E COME FAREMO MAI A DIMOSTRARNE L’ESISTENZA, AMMESSO CHE ESISTANO?
Nei modelli multiverse si hanno più universi con caratteristiche anche molto diverse e che evolvono indipendentemente. Per esempio, il nostro Universo è al momento in una fase di espansione accelerata. Un altro universo potrebbe trovarsi in una fase simile alla quale il nostro Universo si trovava molto tempo fa, oppure in una fase in cui si troverà tra moltissimi anni, oppure essere in una fase diversa perché ha caratteristiche completamente diverse dal nostro Universo. Due universi diversi possono avere leggi della fisica diverse e quindi in un altro universo potrebbe non essere possibile avere stelle, galassie e ogni altro genere di cosa che può trovarsi nel nostro Universo. Se due universi sono collegati fra loro da un wormhole traversabile, è possibile passare da un universo all’altro e vice versa, per cui si potrebbe pensare di poter verificare l’esistenza di un altro universo perché possiamo osservare qualche tipo di segnale che viene dall’altra parte. Altri tipi di osservazione che potrebbero supportare l’esistenza di altri universi dipendono molto dal modello teorico in considerazione.
LEI, INSIEME AL SUO COLLEGA ZILONG LI, È RAPIDISSIMAMENTE SALITO ALL’ONORE DELLE CRONACHE MONDIALI PER AVER ANTICIPATO UNA TEORIA CHE, SE PROVATA, APRIREBBE UN NUOVO CAPITOLO NELLA STORIA DELLA FISICA E NON SOLO. SECONDO LA SUA TEORIA ALL’INTERNO DELLA NOSTRA GALASSIA, E PROBABILMENTE DI MILIARDI DI ALTRE GALASSIE, CI SAREBBE NON UN GIGANTESCO BUCO NERO BENSÌ UN WORMHOLE CHE COLLEGHEREBBE DUE UNIVERSI PARALLELI, CON TUTTO CIÒ CHE QUESTO IMPLICHEREBBE. CI PERDONI SE NON ABBIAMO RIASSUNTO CORRETTAMENTE LA TEORIA, E CI CORREGGA SENZA PROBLEMI, MA CI AIUTI A CAPIRE IN COSA CONSISTE QUESTA VOSTRA SCOPERTA.
Al momento, si ritiene che al centro di ogni galassia “normale” ci sia un buco nero supermassivo semplicemente perché, osservando la rotazione di stelle vicine, si deduce che c’è un oggetto con una massa molto grande in un volume relativamente piccolo. Non è molto. Nel caso dell’oggetto al centro della nostra galassia, abbiamo anche un altro indizio: non si osserva alcuna radiazione termica dalla superficie di questo oggetto supermassivo. Queste due considerazioni suggeriscono che sia un buco nero ma, in realtà, non escludono altre possibilità. Nel lavoro fatto con il mio studente abbiamo considerato la possibilità che il candidato buco nero al centro della nostra galassia sia un wormhole traversabile. Seppure lontani da quello che vediamo intorno a noi sulla Terra, da un punto di vista teorico i wormholes non sono oggetti così fantasiosi, potendo esistere sia nel contesto della relatività generale che in teorie alternative della gravità. Inoltre possono essere scambiati per buchi neri: anche loro possono avere una massa molto grande in uno spazio relativamente piccolo e di sicuro non emettono radiazione termica dalla loro superficie perché non hanno alcuna superficie. Al momento le osservazioni astronomiche non possono distinguere se l’oggetto supermassivo al centro della nostra galassia sia un buco nero o un wormhole. Nel nostro lavoro facciamo vedere che certe osservazioni potranno farlo. Zilong sta studiando le proprietà della radiazione emessa da un blob di plasma che orbita molto vicino a uno di questi oggetti. Poiché la forza gravitazionale intorno ad un buco nero e ad un wormhole è diversa, i raggi luminosi di questo blob di plasma sono deflessi in modo diverso. Nel caso del wormhole, la forza gravitazionale è più debole e quindi l’immagine secondaria (l’immagine formata dai raggi luminosi che fanno mezzo giro intorno all’oggetto e poi arrivano all’osservatore lontano) si trova su una circonferenza più piccola sul piano dell’immagine dell’osservatore. Tali osservazioni potranno essere possibili nel giro di alcuni anni, per esempio con lo strumento GRAVITY in Cile.
SI RIUSCIRÀ MAI A ‘VIAGGIARÈ ATTRAVERSO SPAZIO E TEMPO UTILIZZANDO QUESTI ‘CANALI’?
Anche supponendo l’esistenza di wormholes traversabili, è difficile rispondere a questa domanda. Se questi oggetti si trovassero solo al centro delle galassie, non sarebbero così semplici da raggiungere. Magari però la Natura potrebbe essere più generosa e le leggi della fisica potrebbero consentirci di creare wormholes vicino a noi e qualche applicazione potrebbe esserci, anche se non necessariamente per far viaggiare delle persone.
COME SCIENZIATO LEI DEVE BASARE LE TEORIE CHE ELABORA SU DATI E CALCOLI MATEMATICI CHE IL RESTO DELLA COMUNITÀ SCIENTIFICA DEVE ESSERE IN GRADO DI RIPRODURRE E DI CONFERMARE. SE LE CHIEDESSIMO PERÒ DI LASCIARE PER UN ATTIMO DA PARTE QUESTA (UTILE E FONDAMENTALE) ‘LIMITAZIONÈ SCIENTIFICA E DI DIRCI QUELLO CHE IL SUO ISTINTO LE SUGGERISCE, E LE CHIEDESSIMO: IN CHE TIPO DI UNIVERSO, O DI MULTIVERSE, VIVIAMO?
In realtà, da un punto di vista teorico è possibile ipotizzare molti modelli di universi diversi che, sulla base delle attuali osservazioni, risultano essere tutti accettabili. Senza conferme osservative è quindi impossibile andare avanti e selezionare il modello corretto. In generale però sembra che il nostro Universo sia un universo molto particolare, in cui le leggi della fisica consentano la formazioni di strutture come galassie e sistemi solari e, da ultimo, l’esistenza di osservatori come noi. Basterebbe che alcune costanti fondamentali avessero valori leggermente diversi e ci ritroveremo in un Universo completamente diverso in cui sarebbe impossibile la vita.
Grazie
Alessio Cristianini | ADVERSUS
