La teoria dei buchi neri di hawking

A quanto pare, Stephen Hawking aveva ragione sui buchi neri: ad annunciarlo è un gruppo di cinque fisici che, per la prima volta, ha confermato, grazie alle onde gravitazionali, uno dei suoi teoremi più celebri. Si chiama, per l'appunto, teorema dell'area di Hawking ed è stato formulato ben cinquant'anni fa, nel 1971: dice che l'area del cosiddetto orizzonte degli eventi, ovvero il limite oltre il quale nulla, nemmeno la luce, riesce a sfuggire alla gravità di un buco nero, può solo ingrandirsi.

Secondo il celebre studioso venuto a mancare nel 2018 infatti, l'area dell'orizzonte degli eventi di un buco nero non è proporzionale alla sua massa e, poiché in base alla teoria della Relatività i buchi neri possono solo guadagnare massa, il loro orizzonte degli eventi è destinato a crescere.

I cinque studiosi dell'Istituto Kavli per l'astrofisica e la ricerca spaziale del Massachussets Institute of Technology (MIT), coordinati da Maximiliano Isi, hanno analizzato il primo segnale di onde gravitazionali ricevuto a Terra nel 2015 dal Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (Ligo), prodotto da due buchi neri che si sono fusi generando un nuovo buco nero e una grande quantità di energia.

Calcolando l'area dell'orizzonte del nuovo buco nero, i fisici hanno scoperto che in effetti è aumentata dopo la fusione, confermando così la teoria di Hawking: la loro scoperta è la prima conferma osservativa diretta del suo teorema, dimostrato matematicamente ma mai osservato in natura fino a oggi.

In realtà, come riporta Media Inaf, le cose non sono andate poi così spedite: dopo il fatto del 2015 Hawking aveva contattato il co-fondatore di Ligo per chiedergli se il rilevamento avrebbe potuto confermare il teorema dell'area, ma all'epoca i ricercatori non erano in grado di individuare le informazioni necessarie all'interno del segnale.

Solo diversi anni dopo è stato possibile testarne la veridicità grazie allo sviluppo di una tecnica particolare da parte di Maximiliano Isi, un Einstein Postdoctoral Fellow della Nasa al Kavli Institute for Astrophysics and Space Research del Mit.

Per la spiegazione di tutti i dettagli sul metodo vi rimandiamo all'articolo riportato in Via, mentre i risultati sono stati pubblicati su Physical Review Letters. Il team prevede di testare futuri segnali di onde gravitazionali per cercare ulteriori conferme o smentite.

Insomma, un risultato importante. Come ha spiegato all'ANSA il professor Salvatore Capozziello, che insegna Relatività generale e cosmologia all'Università Federico II di Napoli:

"Quello che sta venendo fuori negli ultimi anni dalle ricerche sui buchi neri e' che questi oggetti fisici anomali ed estremi possono essere spiegati solo con un'estensione della Relativita' generale. E la strada maestra per farlo sono proprio le onde gravitazionali. I buchi neri, grazie anche alle onde gravitazionali, stanno diventando sempre più dei laboratori naturali per studiare le contraddizioni tra meccanica quantistica e Relativita' generale. Permettono, infatti, di ricreare condizioni fisiche estreme, impossibili da replicare sulla Terra. Con possibili estensioni della Relativita' generale, in grado di conciliarsi con la meccanica quantistica, si aprirebbero nuove possibilità per risolvere molti problemi della fisica moderna".

A proposito di Hawking, sapevate che dopo la sua morte si è deciso di inviare la sua voce all'interno di un buco nero? D'altronde, il celebre astrofisico ha lasciato in eredità importanti studi sulla nascita dell'universo e sulle dinamiche e le strutture dei buchi neri. Le sue previsioni per la Terra non erano particolarmente rosee, anzi piuttosto incandescenti.